WO2007119371A1

WO2007119371A1 - プリフォームの製造方法および製造装置

Info

Publication number: WO2007119371A1
Application number: PCT/JP2007/055195
Authority: WO
Inventors: Tamotsu Suzuki; Haruhiko Tsuji; Kounosuke Yamamoto
Original assignee: Toray Industries, Inc.
Priority date: 2006-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2007-10-25
Also published as: BRPI0708862A2; CA2645830C; EP2006074A4; CA2645830A1; CN101394988B; RU2415750C2; EP2006074A1; RU2008140742A; US7905975B2; EP2006074B1; JP5200536B2; US20090050263A1; JPWO2007119371A1; ES2615342T3; CN101394988A

Abstract

　プリフォームを形成する複数の強化繊維基材の内で横断面形状において分岐部を有する強化繊維基材の原基材を、長手方向に間欠的に搬送し、搬送停止時に、前記原基材に加熱および／または加圧の加工を施して、一旦、所定の形状を有する予備賦形体を形成し、次いで、形成された所定の形状を有する予備賦形体とプリフォームを形成する他の強化繊維基材の原基材とを一体化することにより、横断面形状において分岐部を有するプリフォームを連続的に製造するプリフォームの製造方法および製造装置。

Description

明細書

プリフォームの製造方法および製造装置

技術分野

[0001] 本発明は、繊維強化榭脂 (FRP)を成形する際に用いるプリフォームの製造方法および製造装置に関する。更に詳しくは、横断面において、ウェブ部と該ウェブ部から少なくとも 1つの分岐部を経て両側に延びる少なくとも 1組のフランジ部を有するプリフォームの製造方法および製造装置に関する。このような横断面形状を有するプリフオームの代表例として、横断面形状が T形あるいは I形のプリフォームがある。

背景技術

[0002] 例えば、炭素繊維、ガラス繊維、ある!、は、ァラミド繊維を強化繊維とした繊維強化榭脂 (FRP)は、軽量で、かつ、高い耐久性を有するものであることから、自動車ゃ航空機などにおける構造部材として用いられている。

[0003] 繊維強化榭脂 (FRP)を成形する方法として、オートクレープ成形法が知られて!/ヽる

。この成形法は、例えば、強化繊維と高靭性のエポキシ榭脂からなるプリプレダシートを積層した積層体を、オートクレープ中で加圧および加熱して、エポキシ榭脂を硬化させ、繊維強化榭脂 (FRP)を成形するものである。

[0004] し力しながら、一般に、プリプレダシートでは、複雑な 3次元形状の製品の成形が難しいという問題があった。材料費や成形時間が掛かり過ぎて、製品の製造コストが高くなるため、従来のプリプレダシート使いのオートクレープ成形は、なかなか適用用途が広がって、かな、のが現状である。

[0005] 一方、従来のプリプレダシート使いのオートクレープ成形より、安価で成形時間が短縮できる成形方法として、レジントランスファーモールディング (RTM)成形法や真空

RTM成形法が注目されて、る。

[0006] この成形法は、マトリックス榭脂が含浸されて、な、、ドライな強化繊維布帛を複数枚積層してなる積層体を成形型に配置し、低粘度の液状マトリックス榭脂をこれに注入することにより、強化繊維にマトリックス榭脂を含浸させて繊維強化榭脂 (FRP)を成形するものである。 [0007] このように、 RTM成形法では、ドライな強化繊維布帛を用いるため、強化繊維布帛を、複雑な 3次元形状を有する成形型に沿わせて、賦形することが可能である。しかし、強化繊維布帛を複数枚積層した積層体を、単に、成形型に沿わせて置いただけでは、プリプレダシートを用いたオートクレーブ成形法で得られるような、シヮがなぐ均質で、かつ、高い繊維体積含有率 (Vpf)を有する繊維強化榭脂 (FRP)を製造することは難しい。繊維体積含有率は、総体積中で繊維が占める体積の 100分率である。

[0008] この問題を解決する方法として、強化繊維布帛を複数枚積層した積層体を、最終製品の形状を考慮して、マトリックス榭脂を注入する前のドライな状態を維持したまま、成型すべき形状に予め賦形したプリフォームを用いる方法がある。しかし、このプリフォームを製作する手間、および、製作されるプリフォームの精度が、繊維強化榭脂 ( FRP)の製造コストと品質に多大な影響を与える。

[0009] そこで、製作の手間を軽減させたプリフォームの製造方法が、特許文献 1に、提案されている。

[0010] し力しながら、特許文献 1に開示されて!、る方法は、例えば、航空機の構造部材のように、高い力学特性が求められる繊維強化榭脂 (FRP)の成形に適用できるような、シヮがなぐ均質で、かつ、高い繊維体積含有率 (Vpf)を達成することが可能なプリフォームを製造するには、十分なものとはいえない。

特許文献 1：特開 2005— 324513号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] 本発明の目的は、例えば、航空機の構造部材のように、高い力学特性が求められる繊維強化榭脂 (FRP)の成形に適用できるような、シヮがなぐ均質で、かつ、高い繊維体積含有率 (Vpf)を有するプリフォームを連続的に製造するプリフォームの製造方法および製造装置を提供することにある。

[0012] 本発明者らは、強化繊維布帛の折り曲げ、積層、接着等のみの組合せでは、高い力学特性が求められる繊維強化榭脂 (FRP)の成形に適用できるような、シヮがなぐ均質で、かつ、高い繊維体積含有率 (Vpf)を達成したプリフォームが製造できない原因について検討し、製造工程中における強化繊維の真直性、中間成形体における強化繊維の密度の均一性に注目した。

[0013] その結果、製造工程の中に、製造されるプリフォームの主要部分を構成する繊維基材を、事前に賦形し予備賦形体を形成する部分形状形成工程を設けることを試みた。そして、用意された予備賦形体と製造されるプリフォームの他の部分をなす繊維基材とを、その後の一体ィ匕工程において、一体化することにより、所望のプリフォームを製造するようにした。

[0014] この部分形状形成工程と、その後の一体化工程との間の繊維基材の加熱および Z または加圧条件を適切に配分することにより、一体化工程におけるプリフォーム成形時に、厚さ方向に圧縮される際に起こる繊維基材の内外の周長差に伴うシヮの発生力皆無となる、あるいは、極めて減少することを見出した。

課題を解決するための手段

[0015] 本発明のプリフォームの製造方法および製造装置は、次の通りである。

[0016] (1)横断面においてウェブ部と該ウェブ部力も少なくとも 1つの分岐部を経て両側に延びる少なくとも 1組のフランジ部を有する第 1の強化繊維基材と、前記少なくとも 1つの分岐部を含んで前記第 1の強化繊維基材と一体化された少なくとも 1つの第 2の強化繊維基材とから形成されて、るプリフォームの製造方法にぉ、て、

(a)前記第 1の強化繊維基材は、第 1の原基材と第 2の原基材から形成され、

(b)前記第 1の原基材は、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の第 1の積層体力もなり、

(c)前記第 2の原基材は、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の第 2の積層体力もなり、

(d)前記第 2の強化繊維基材は、少なくとも 1つの第 3の原基材力なり、

(e)前記第 1の積層体を供給する第 1の供給工程と、前記第 2の積層体を供給する第 2の供給工程と、前記少なくとも 1つの第 3の原基材を供給する少なくとも 1つの第 3 の供給工程を有し、

(f)前記第 1の供給工程の下流側に、前記第 1の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、第 1の予備賦形体を製造する第 1の部分形状形成工程を有し、

(g)前記第 2の供給工程の下流側に、前記第 2の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、第 2の予備賦形体を製造する第 2の部分形状形成工程を有し、

(h)前記第 1および第 2の部分形状形成工程、ならびに、前記少なくとも 1つの第 3 の供給工程の下流側に、前記第 1および第 2の部分形状形成工程で製造された前記第 1および第 2の予備賦形体とを、前記プリフォームにおける前記分岐部を形成するように併合させ、かつ、形成される前記分岐部に前記少なくとも 1つの第 3の原基材が位置するように併合させ、この状態で、これらを加熱および Zまたは加圧して一体化し、その一体ィ匕状態を保持することにより、前記プリフォームを形成する一体ィ匕ェ程を有し、

(i)前記一体化工程の下流側に、前記一体化工程で形成された前記プリフォームを間欠的に搬送する搬送工程を有し、

(j)前記搬送工程における前記プリフォームの搬送の停止時に、前記第 1および第 2の部分形状形成工程における前記第 1および第 2の予備賦形体の製造と、前記一体ィ匕工程における前記プリフォームの形成とが行われるプリフォームの製造方法。

[0017] (2)前記第 1および第 2の予備賦形体のそれぞれの繊維体積含有率 αと、前記プリフォームの繊維体積含有率 j8が、 0. 95≥α / |8≥0. 6の関係を満足しているプリフォームの製造方法。

[0018] (3)前記繊維体積含有率 αと前記繊維体積含有率が、 0. 95≥α / |8≥0. 8 の関係を満足しているプリフォームの製造方法。

[0019] (4)前記一体ィ匕工程の下流側で前記搬送工程の上流側に、前記一体化工程で形成されたプリフォームの不要部分をトリミングするトリミング工程が設けられているプリフォームの製造方法。

[0020] (5)前記一体ィヒ工程で形成される前記少なくとも 1つの分岐部の外表面に沿って形成される少なくとも 1つの凹部に、強化繊維束力もなる少なくとも 1つのコーナーフイラ一を、前記搬送工程における前記プリフォームの間欠的な搬送に応じて供給する少なくとも 1つのコーナーフィラー供給工程が設けられているプリフォームの製造方法 [0021] (6)前記コーナーフィラーを形成する強化繊維束が、接着榭脂材料を含む強化繊維束であり、前記少なくとも 1つのコーナーフィラー供給工程と前記一体ィヒ工程との間に、前記接着榭脂材料を含む強化繊維束を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つのコーナーフイラ一予備賦形体を製造する少なくとも 1つのコーナーフイラ一部分形状形成工程が設けられ、製造されたコーナーフイラ一予備賦形体が、前記一体ィ匕工程に供給されるプリフォームの製造方法。

[0022] (7)前記少なくとも 1つの第 3の原基材が、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の少なくとも 1つの第 3の積層体力もなり、前記少なくとも 1つの第 3の供給工程と前記一体ィ匕工程との間に、前記少なくとも 1つの第 3の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つの第 3の予備賦形体を製造する少なくとも 1つの第 3の部分形状形成工程が設けられ、製造された少なくとも 1つの第 3の予備賦形体が、前記一体化工程に供給されるプリフォームの製造方法。

[0023] (8)前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の L形であり、前記第 3の予備賦形体の 1つの横断面形状が平板形であり、前記一体ィ匕工程において、前記 L形の第 1の予備賦形体と前記 L形の第 2の予備賦形体と力前記 L形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 1つと一体化され、 T形の前記プリフォームが成形されるプリフォームの製造方法。

[0024] (9)前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の C形であり、前記第 3の予備賦形体の 2つの横断面形状が平板形であり、前記一体ィ匕工程において、前記 C形の第 1の予備賦形体と前記 C形の第 2の予備賦形体とが、前記 C形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の 2つの第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 2つと一体化され、 I形の前記プリフォームが成形されるプリフォームの製造方法。

[0025] (10)横断面においてウェブ部と該ウェブ部力少なくとも 1つの分岐部を経て両側に延びる少なくとも 1組のフランジ部を有する第 1の強化繊維基材と、前記少なくとも 1 つの分岐部を含んで前記第 1の強化繊維基材と一体化された少なくとも 1つの第 2の強化繊維基材とから形成されているプリフォームの製造装置において、

(e)前記第 1の積層体を供給する第 1の供給装置と、前記第 2の積層体を供給する第 2の供給装置と、前記少なくとも 1つの第 3の原基材を供給する少なくとも 1つの第 3 の供給装置を有し、

(f)前記第 1の供給装置の下流側に、前記第 1の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、第 1の予備賦形体を製造する第 1の部分形状形成装置を有し、

(g)前記第 2の供給工程の下流側に、前記第 2の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、第 2の予備賦形体を製造する第 2の部分形状形成装置を有し、

(h)前記第 1および第 2の部分形状形成装置、ならびに、前記少なくとも 1つの第 3 の供給装置の下流側に、前記第 1および第 2の部分形状形成装置で製造された前記第 1および第 2の予備賦形体とを、前記プリフォームにおける前記分岐部を形成するように併合させ、かつ、形成される前記分岐部に前記少なくとも 1つの第 3の原基材が位置するように併合させ、この状態で、これらを加熱および Zまたは加圧して一体化し、その一体ィ匕状態を保持することにより、前記プリフォームを形成する一体ィ匕装置を有し、

(i)前記一体化装置の下流側に、前記一体化装置で形成された前記プリフォームを間欠的に搬送する搬送装置を有し、

(j)前記搬送装置における前記プリフォームの搬送の停止時に、前記第 1および第 2の部分形状形成装置における前記第 1および第 2の予備賦形体の製造と、前記一体ィ匕装置における前記プリフォームの形成とが行われるプリフォームの製造装置。

[0026] (11)前記一体化装置の下流側で前記搬送装置の上流側に、前記一体化装置で形成されたプリフォームの不要部分をトリミングするトリミング装置が設けられているプリフォームの製造装置。

[0027] (12)前記一体化装置で形成される前記少なくとも 1つの分岐部の外表面に沿って形成される少なくとも 1つの凹部に、強化繊維束力もなる少なくとも 1つのコーナーフイラ一を、前記搬送装置における前記プリフォームの間欠的な搬送に応じて供給する少なくとも 1つのコーナーフィラー供給装置が設けられているプリフォームの製造装置

[0028] (13)前記コーナーフィラーを形成する強化繊維束が、接着榭脂材料を含む強化繊維束であり、前記少なくとも 1つのコーナーフィラー供給装置と前記一体化装置との間に、前記接着榭脂材料を含む強化繊維束を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つのコーナーフイラ一予備賦形体を製造する少なくとも 1つのコーナーフイラ一部分形状形成装置が設けられ、製造されたコーナーフイラ一予備賦形体が、前記一体ィ匕装置に供給されるプリフォームの製造装置。

[0029] (14)前記少なくとも 1つの第 3の原基材が、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の少なくとも 1つの第 3の積層体力もなり、前記少なくとも 1つの第 3の供給装置と前記一体化装置との間に、前記少なくとも 1つの第 3の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つの第 3の予備賦形体を製造する少なくとも 1つの第 3の部分形状形成装置が設けられ、製造された少なくとも 1つの第 3の予備賦形体が、前記一体ィヒ装置に供給されるプリフォームの製造装置。

[0030] (15)前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の L形であり、前記第 3の予備賦形体の 1つの横断面形状が平板形であり、前記一体化装置において、前記 L形の第 1の予備賦形体と前記 L形の第 2の予備賦形体とが、前記 L形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 1つと一体化され、 T形の前記プリフォームが成形されるプリフォームの製造装置。

[0031] (16)前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の C形であり、前記第 3の予備賦形体の 2つの横断面形状が平板形であり、前記一体化装置において、前記 C形の第 1の予備賦形体と前記 C形の第 2の予備賦形体とが、前記 C形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の 2つの第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 2つと一体化され、 I形の前記プリフォームが成形されるプリフォームの製造装置。

[0032] (17)前記第 1の部分形状形成装置、前記第 2の部分形状形成装置、および、前記第 3部分形状形成装置が、

(a) 1つの部分形状成形型力なり、該部分形状成形型は、機台に固定された中央型、該中央型の上方に間隔を置いて位置する上型、および、前記中央型の下方に間隔を置いて位置する下型とから構成され、

(b)前記上型と前記中央型とは、前記第 1の積層体を受け入れ、これを加熱および Zまたは加圧する第 1の成形面と、前記第 2の積層体を受け入れ、これを加熱および Zまたは加圧する第 2の成形面とを有し、

(c)前記下型と前記中央型とは、前記第 3の積層体を受け入れ、これを加熱および Zまたは加圧する第 3の成形面を有し、

(d)前記中央型に対し前記上型を移動させる第 1のァクチユエ一ターが前記上型に取り付けられ、前記中央型に対し前記下型を移動させる第 2のァクチユエ一ターが前記下型に取り付けられ、

(e)前記中央型の中央部に、前記コーナーフイラ一予備賦形体が通過する穴が設けられて、るプリフォームの製造装置。

[0033] (18)前記少なくとも 1つのコーナーフイラ一部分形状形成装置が、

(a) 1つのコーナーフィラー成形型からなり、該コーナーフィラー成形型は、機台に固定された平型と、該平型の上面に固定されそれぞれ位置する右上型と左上型とから構成され、

(b)前記右上型は、左側下端部に左側湾曲面を有し、前記左上型は、右側下端部に右側湾曲面を有し、前記右上型と前記左上型とは、前記左側湾曲面と前記右側湾曲面とが向かい合う状態で、互いに接して位置し、

(C)前記平型の上面、前記左側湾曲面、および、前記右側湾曲面とで囲まれた部分により、前記少なくとも 1つのコーナーフィラー供給装置力供給されるコーナーフイラ一を形成する前記強化繊維束が通過する穴が形成され、

(d)該穴は、その横断面積が、前記強化繊維束の進行方向に、徐々に縮小するように形成されて、るプリフォームの製造装置。

[0034] (19)前記一体化装置は、 1つの一体化型からなり、該一体化型は、

(a)機台に固定された左上型、該左上型の右側に間隔を置いて位置する右上型、および、前記左上型と前記右上型の下面に対し間隔を置いて位置する下型とから構成され、

(b)前記左上型と前記右上型とは、前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体とを受け入れ、これらを加熱および Zまたは加圧する前記左上型における第 1の成形面と前記右上型における第 2の成形面とを有し、

(c)前記左上型と前記下型とは、前記第 1の予備賦形体と前記第 3の予備賦形体とを受け入れ、これらを加熱および Zまたは加圧する前記左上型における第 3の成形面と前記下型における第 4の成形面とを有し、

(d)前記右上型と前記下型とは、前記第 2の予備賦形体と前記第 3の予備賦形体とを受け入れ、これらを加熱および Zまたは加圧する前記右上型における第 5の成形面と前記下型における第 6の成形面とを有し、

(e)前記左上型に対し前記右上型を移動させる第 1のァクチユエ一ターが前記右上型に取り付けられ、前記左上型と前記右上型に対し前記下型を移動させる第 2のァクチユエ一ターが前記下型に取り付けられているプリフォームの製造装置。

発明の効果

[0035] 本発明のプリフォームの製造方法、あるいは、製造装置によれば、目的のプリフォームを形成する横断面形状において分岐部を有する強化繊維基材の原基材を長手方向に間欠的に搬送し、搬送停止時に、前記原基材に加熱および Zまたは加圧の加工を施して、一旦、予備賦形体を形成し、次いで、形成された予備賦形体と目的のプリフォームを形成する他の部分の強化繊維基材の原基材とを一体化すること〖こより、横断面形状において分岐部を有するプリフォームが連続的に製造される。

[0036] 従って、本発明によれば、目的のプリフォームを形成する強化繊維基材の複数の原基材を、単に、一段階で加熱および Zまたは加圧し、一体化する場合に発生する、強化繊維の真直性の低下、密度の不均一化、特に、原基材の折り曲げ部に起こる原基材の内外の周長差に伴うシヮの発生を回避することができ、高品位のプリフォームを製造することができる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]図 1は、本発明のプリフォームの製造装置の一例の概略斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1の製造装置で製造される T形プリフォームの一例の斜視図である。

[図 3]図 3は、図 1の製造装置のコーナーフイラ一部分形状成形装置において用いられるコーナーフィラー成形型の一例の概略正面図である。

[図 4]図 4は、図 1の製造装置の第 1、 2、および、 3の部分形状形成装置において用 V、られる部分形状成形型の一例の概略正面図である。

[図 5]図 5は、図 1の製造装置の一体ィ匕装置において用いられる一体ィ匕成形型の一例の概略正面図である。

[図 6]図 6は、図 1の製造装置のトリミング装置において用いられるプリフォーム把持型の一例の概略正面図である。

[図 7]図 7は、従来のプリフォームの製造装置におけるプリフォーム成形時に生じる繊維基材の形状変化を説明するプリフォームの横断面模式図である。

[図 8]図 8は、本発明のプリフォームの製造方法により製造されるプリフォームのうちの 7種類のプリフォームの横断面形状の概略図である。

[図 9]図 9は、本発明のプリフォームの製造装置の他の一例の概略斜視図である。

[図 10]図 10は、図 9の製造装置で製造される I形 (H形)プリフォームの一例の斜視図である。

[図 11]図 11は、図 9の製造装置において用いられる C形賦形装置の一例の概略正面図である。

符号の説明 Bl: 分岐部

CI: 一体化装置

Cal: 搬送装置

Cfl: コーナーフィラー

CfBl: コーナーフィラーの原基材

CfP4: コーナーフイラ一部分形状形成装置

CfPf4: コーナーフイラ一予備賦形体

Fl、Fla、Flb: フランジ部

FL1: 第 1の供給装置

FL2: 第 2の供給装置

FBI: 第 1の強化繊維基材

FB2: 第 2の強化繊維基材

FCfBl: コーナーフィラー供給装置

FOB3: 第 3の供給装置

L1: 第 1の積層体

L2: 第 2の積層体

L3: 第 3の積層体

OB1: 第 1の原基材

OB2: 第 2の原基材

OB3: 第 3の原基材

P1: 第 1の部分形状形成装置

P2: 第 2の部分形状形成装置

P3: 第 3の部分形状成形装置

PF1、 PFla、 PFlb、 PF2: プリフォーム

Pfl: 第 1の予備賦形体

Pf2: 第 2の予備賦形体

Pf3: 第 3の予備賦形体

T1: トリミング装置 Wl: ウェブ部

6a, 6b: 予備賦形体

7d、 7e、7f、 7g: 予備賦形体

8a: プリフォーム

9a: プリフォーム

10a: 材料供給装置

20: コーナーフィラー成形型

20a: フィラー賦形装置

30: 部分形状成形型

30a: 部分形状成形装置

40: 一体化成形型

40a: 一体化装置

50: プリフォーム把持型

50a: トリミング装置

60a: 牽引装置

発明を実施するための最良の形態

[0039] 次に、本発明のプリフォームの製造方法および製造装置の実施態様を図面を参照しながら説明する。

[0040] 図 1の製造装置（工程）において、最終的に製造されるプリフォーム PF1は、 T形の横断面形状を有する。その詳細斜視図が、図 2に示される。

[0041] 図 2において、プリフォーム PF1は、横断面において、ウェブ部 W1とウェブ部 W1から分岐部 B1を経て両側に延びるフランジ部 Fla、 Fibを有する第 1の強化繊維基材 FBIと、分岐部 B1を含んで第 1の強化繊維基材 FBIと一体化された第 2の強化繊維基材 FB2とから形成されている。分岐部 B1の外表面に沿って形成される凹部は、第 2の強化繊維基材 FB2により、プリフォーム PF1の長手方向において塞がれ、プリフォーム PF1の長手方向に空隙が形成される。この空隙に、コーナーフィラー Cflが充填されている。

[0042] プリフォーム PF1におけるフランジ部 F1は、フランジ部 Fla、 Fibと第 2の強化繊維基材 FB2とにより形成されている。ウェブ部 W1は、水平に位置するフランジ部 F1に対し、すなわち、水平方向に位置するフランジ部 Fla、 Fibおよび第 2の強化繊維基材 FB2に対し、垂直方向に位置している。

[0043] 図 1において、第 1の強化繊維基材 FBIは、第 1の原基材 OB1と第 2の原基材 OB 2から形成される。第 1の原基材 OB1は、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の第 1の積層体 L1からなる。第 2の原基材 OB2は、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料と力もなる帯状の第 2の積層体 L2からなる。第 2の強化繊維基材 FB2は、第 3の原基材 OB3からなる。

[0044] 図 1において、本発明のプリフォームの製造装置（工程）は、第 1の積層体 L1を供給する第 1の供給装置 (工程) FL1と、第 2の積層体 L2を供給する第 2の供給装置（工程) FL2と、第 3の原基材 OB3を供給する第 3の供給装置（工程) FOB3を有する

[0045] 第 1の供給装置（工程) FL1の下流側に、第 1の積層体 L1を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、第 1の予備賦形体 Pflを製造する第 1の部分形状形成装置 (工程) P1を有する。第 2の供給装置 (工程) FL2の下流側に、第 2の積層体 L2を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、第 2の予備賦形体 Pf 2を製造する第 2の部分形状形成装置 (ェ程) P2を有する。

[0046] 第 1および第 2の部分形状形成装置（工程) Pl、 P2、ならびに、第 3の供給装置（ェ程) FOB3の下流側に、第 1および第 2の部分形状形成装置（工程) Pl、 P2で製造された第 1および第 2の予備賦形体 Pfl、 Pf2とを、プリフォーム PF1における分岐部 B 1を形成するように併合させ、かつ、形成される分岐部 B1に第 3の原基材 OB3が位置するように併合させ、この状態で、これらを加熱および Zまたは加圧して一体化し、その一体ィ匕状態を保持することにより、プリフォーム PFlaを形成する一体ィ匕装置（ェ程) C1を有する。

[0047] 一体化装置（工程) C1の下流側に、一体化装置（工程) C1で形成されたプリフォーム PF1を間欠的に搬送する搬送装置（工程) Calを有する。 [0048] 搬送装置（工程) Calにおけるプリフォーム PF1の搬送の停止時に、第 1および第 2 の部分形状形成装置（工程) Pl、 P2における第 1および第 2の予備賦形体 Pfl、 Pf2 の製造と、一体ィ匕工程 C1におけるプリフォーム PF1の形成とが行われる。

[0049] 図 1の製造装置（工程）により製造される図 2に示す T形のプリフォーム PF1は、実際には、横断面形状が互いに左右対称の L形基材 Lfl、 Lf2、平板形の第 2の強化繊維基材 FB2、および、コーナーフィラー Cflから形成されている。左右対称の L形基材 Lfl、 Lf2は、それらのウェブ部において互いに一体化され、更に、それらのフランジ部において、平板形の第 2の強化繊維基材 FB2とそれぞれ一体化され、プリフォーム PF1の分岐部 B1に、コーナーフィラー Cflが充填されて!、る。

[0050] 更に、この態様においては、平板形の第 2の強化繊維基材 FB2を形成する第 3の原基材 OB3は、第 1の原基材 OB1および第 2の原基材 OB2と同様に、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の第 3の積層体 L3からなる。

[0051] 更に、また、この態様においては、コーナーフィラー Cflを形成する強化繊維束は、接着榭脂材料を含んだ強化繊維束からなる。

[0052] 図 1に示す製造装置（工程）は、この態様のプリフォーム PF1を製造するために、第 3の供給装置（工程) FOB3と一体ィ匕装置（工程) C1との間に、第 3の積層体 L3を加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより第 3の予備賦形体 Pf 3を製造する第 3の部分形状形成装置 (工程) P3を有する。

[0053] 更に、図 1に示す製造装置 (工程)は、接着榭脂材料を含んだ強化繊維束 (コーナーフイラ一の原基材) CfBlを供給するコーナーフィラー供給装置（工程) FCfBlと、コーナーフィラー供給装置 (工程) FCfBlと一体ィ匕装置 (工程) C1との間に、接着榭脂材料を含んだ強化繊維束 (コーナーフィラーの原基材) CfBlを加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することによりコーナーフイラ一予備賦形体 CfPf4を製造するコーナーフイラ一部分形状形成装置 (工程) CfP4を有する。

[0054] 更に、図 1に示す製造装置（工程）は、一体ィ匕装置（工程) C1で製造されたプリフォーム PFlaの不要部分をトリミングして除去するトリミング装置（工程) T1を、一体化装置 (工程) C1と搬送装置 (工程) Calとの間に有する。 [0055] 第 1の供給装置 FL1は、ロール状に巻かれて架台に取り付けられている第 1の原基材 OB1 (第 1の積層体 L1)を引き出し、第 1の部分形状形成装置 P1へと供給する装置であり、テープを連続的にあるいは間欠的に供給する場合に一般的に用いられているテープの供給装置を用いることができる。第 2の供給装置 FL2、第 3の供給装置 FOB3、および、コーナーフィラー供給装置 FCfBlについても、同様のテープの供給装置を用いることができる。

[0056] コーナーフイラ一予備賦形体 CfPf4を製造するコーナーフイラ一部分形状形成装置 CfP4の一例が、図 3に示される。図 3において、コーナーフイラ一部分形状形成装置 CfP4は、 1つのコーナーフィラー成形型 20からなる。コーナーフィラー成形型 20 は、機台に固定された平型 22と、平型 22の上面に固定されそれぞ; ^立置する右上型 21aと左上型 21bとから構成されている。右上型 21aは、左側下端部に左側湾曲面 21acを有し、左上型 21bは、右側下端部に右側湾曲面 21bcを有する。右上型 21 aと左上型 21bとは、左側湾曲面 21acと右側湾曲面 21bcとが向かい合う状態で、互いに接して位置している。

[0057] 平型 22の上面、左側湾曲面 21ac、および、右側湾曲面 21bcとで囲まれた部分により、コーナーフィラー供給装置 FCfBlから供給されるコーナーフィラー Cflを形成するコーナーフィラーの原基材 (強化繊維束) CfBlが通過する穴 23が形成されている。穴 23は、その横断面積が、強化繊維束 CfBlの進行方向に、徐々に縮小するように形成されている。穴 23に供給された強化繊維束 CfBlは、穴 23の内部において、分岐部 B1に充填される所望の横断面形状になるように成形され、コーナーフィラー予備賦形体 CfPf4となる。コーナーフィラー成形型 20は、コーナーフイラ一予備賦形体 CfPf4の形成を容易にするため、必要に応じて、加熱される。加熱は、型内に供給される加熱流体、あるいは、電熱手段により行うことができる。

[0058] この態様においては、第 1の部分形状形成装置 Pl、第 1の部分形状形成装置 P2、および、第 3の部分形状形成装置 P3は、一体化された 1つの部分形状成形型に集約されている。部分形状成形型の一例が、図 4に示される。

[0059] 図 4において、部分形状成形型 30は、機台に固定された中央型 31、中央型 31の上方に間隔を置いて位置する上型 32、および、中央型 31の下方に間隔を置いて位置する下型 33とから構成されている。上型 32と中央型 31とは、第 1の積層体 L1を受け入れ、これを加熱および Zまたは加圧する第 1の成形面 32L1と、第 2の積層体 L2 を受け入れ、これを加熱および Zまたは加圧する第 2の成形面 32L2とを有する。下型 33と中央型 31とは、第 3の積層体 L3を受け入れ、これを加熱および/または加圧する第 3の成形面 33L3を有する。

[0060] 中央型 31に対し上型 32を移動させる第 1のァクチユエ一ター 34aが上型 32に取り付けられ、中央型 31に対し上型 32が離接自在とされている。中央型 31に対し下型 3 3を移動させる第 2のァクチユエ一ター 34bが下型 33に取り付けられ、中央型 31に対し下型 33をが離接自在とされている。この構成により、部分形状形成時の加圧および加圧の保持、プリフォームおよび強化繊維基材の搬送時の型の開放が行われる。更に、中央型 31の中央部に、コーナーフイラ一予備賦形体 CfPf4が通過する穴 35 が設けられている。穴 35の外周形状は、コーナーフイラ一予備賦形体 CfPf 4を通過させるため、その外周形状よりも大きい。

[0061] 中央型 31、上型 32、および、下型 33には、図示しない加熱装置が設けられている。型内に位置する第 1の積層体 Ll、第 2の積層体 L2、および、第 3の積層体 L3を加熱および加圧することで、部分形状の賦形、および、積層体の層間に配された接着榭脂材料を軟化または溶融し、層間を接着することで形状を固定し、部分形状を形成する、すなわち、予備賦形体を形成する。

[0062] 中央型 31の形状は、上面に 2つの L形の凹部（第 1の成形面 32L1、および、第 2の成形面 32L2)があり、下面は、平面となっている。上型 32には、 2つの L形の凸部（第 1の成形面 32L1、および、第 2の成形面 32L2)があり、中央型 31の 2つの L形の凹部との隙間で、 T形断面形状の構成部分である L形部分 Lf 1、 Lf2の断面形状を形成する。下型 33の上面は、平面であり、中央型 31の下面との隙間で、 T形断面形状の構成部分である平板部分の断面形状を形成する。

[0063] 一体化装置 C1の一例が、図 5に示される。図 5において、一体化装置 C1は、一体化された 1つの一体化成形型 40からなる。一体化成形型 40は、機台に固定された左上型 41b、左上型 41bの右側に間隔を置いて位置する右上型 41a、および、左上型 41bと右上型 41aの下面に対し間隔を置いて位置する下型 42と力構成されている。

[0064] 右上型 41aと左上型 41bととは、第 1の予備賦形体 Pflと第 2の予備賦形体 Pf2とを受け入れ、これらを加熱および Zまたは加圧する右上型 41aにおける第 1の成形面 4 lalfと右上型 41bにおける第 2の成形面 41blfとを有する。

[0065] 右上型 41aと下型 42とは、第 1の予備賦形体 Pflと第 3の予備賦形体 Pf3とを受け入れ、これらを加熱および Zまたは加圧する右上型 41aにおける第 3の成形面 41a2 fと下型 42における第 4の成形面 42afとを有する。

[0066] 左上型 41bと下型 42とは、第 2の予備賦形体 Pf2と第 3の予備賦形体 Pf3とを受け入れ、これらを加熱および Zまたは加圧する左上型 41bにおける第 5の成形面 41b2 fと下型 42における第 6の成形面 42bfとを有する。

[0067] 左上型 41bに対し右上型 41aを移動させる第 1のァクチユエ一ター 43aが右上型 4 laに取り付けられ、右上型 41aと左上型 41bに対し下型 42を移動させる第 2のァクチユエ一ター 43bが下型 42に取り付けられて!/、る。

[0068] この型の構成により、右上型 41a、および、下型 42は、ァクチユエ一ター 43a、 43b により、上左型 41bに対し離接自在とされている。これにより、一体化時の加圧および加圧の保持、プリフォーム、および、強化繊維基材の搬送時の型の開放が行われる

[0069] 上右型 41a、上左型 41b、および、下型 42には、図示しない加熱装置が設けられている。型内に位置する第 1の予備賦形体 Pfl、第 2の予備賦形体 Pf2、および、第 3の予備賦形体 Pf3を加熱および加圧することで、各部分形状を有する各予備賦形体の表面の接着榭脂材料を軟化または溶融し層間を接着することで予備賦形体の形状を固定するとともに、各予備賦形体の一体化により、 T形の横断面形状を有するプリフォーム PFlaが成形される。

[0070] トリミング装置 T1の一例力図 6に示される。図 6において、トリミング装置 T1は、プリフォーム把持型 50からなる。図 6において、プリフォーム把持型 50は、 2つの中央型 51a、 51b、および、下型 52から構成されている。更に、プリフォーム把持型 50は、一体ィ匕装置 C1において成形されたプリフォーム PFlaの最終製品のプリフォーム PF 1にとつて不要な部分を切り取るトリミング機構 53a、 53b、および、 53cを有する。 [0071] 中央型 51aは、不動の図示しないベースに固定され、中央型 51b、および、下型 5 2は、それぞれァクチユエ一ター 54a、 54bに接続され、中央型 51bに押しつけたり離したりできるようになつている。この動作により、一体ィ匕装置 C1において成形されたば力りの T形のプリフォーム PFlaを把持することができる。

[0072] 中央型 51aには、 1つのトリミング機構 53a、下型 52には 2つのトリミング機構 53b、 5 3cが設けられ、各トリミング機構には、ロータリーカッター刃 55a、 55b、 55cが備えられている。これらのトリミング機構は、図示しないァクチユエ一ターにより、相対する型に押し付ける方向と、プリフォームの長手方向に駆動できるようになつている。ロータリ一カッター刃を押し付けられる型の側には、切断される強化繊維を確実にカッター刃に押し当てるための榭脂製のカッティングマット 56a、 56b、 56cが設けられている。

[0073] 搬送装置 (牽引装置) Calの詳細は図示しないが、一体化装置 C1と同様、複数の型とそれを駆動するァクチユエ一ターから構成され、トリミング装置 T1から供給される T形のプリフォーム PFlbを把持できるようになっており、更にァクチユエ一ター AC1 により、プリフォーム PFlbを把持する機構全体をプリフォーム PF1の長手方向に往復動できる構造となって、る。

[0074] コーナーフィラー成形型 20、部分形状形成型 30、一体化成形型 40に組み込まれた各型には、図示しない熱媒の流路が形成され、流路内に温度調整を行った熱媒を流すことで、型の温度を狙いの温度に調整できるようになっており、型内に位置する被加工物を接触加熱できるようになって!/ヽる。

[0075] 次に、図 1に示される本発明のプリフォームの製造装置を用いた図 2に示される T形のプリフォーム PF1の製造方法を説明する。図 2に示される通り、 T形のプリフォーム PF1は、左右対称の L形の基材 Lfl、 Lf2、平板形の基材 FB2、および、コーナーフイラ一 Cflから形成されて、る。

[0076] 先ず、一方の L形の基材 Lflを形成する帯状の第 1の積層体 L1のロール (第 1の原基材) OB1が、第 1の供給装置 FL1に取り付けられる。また、他方の L形の基材 Lf2 を形成する帯状の第 2の積層体 L2のロール (第 2の原基材) OB2が、第 2の供給装置 FL2〖こ取り付けられる。更に、平板形の基材 FB2を形成する帯状の第 3の積層体 L3のロール (第 33の原基材) OB3が、第 3の供給装置 FOB3に取り付けられる。また、更に、コーナーフィラー Cflを形成する接着樹脂が含浸された強化繊維束のロール (コーナーフィラーの原基材) CfBlが、コーナーフィラー供給装置 FCfBlに取り付けられる。これで、各原基材の準備が完了する。

[0077] 次に、これらのロールから、積層体 Ll、 L2、 L3、および、強化繊維束 CfBlを引き出し、プリフォームの製造装置の全長に亘つて通し、初期状態とする。初期状態の準備完了後、装置の運転を開始する。

[0078] 搬送装置 Calにおいて、そこに位置している積層体 Ll、 L2、 L3、および、強化繊維束 CfBlを把持し、製造装置の下流側（図 1では右側）に向かって、これらを牽引する搬送動作と、搬送の停止時に行われる、部分形状成形型 30 (図 4参照）、および、一体化成形型 40 (図 5参照）による各原基材の加工動作、ならびに、トリミング装置におけるプリフォーム把持型 50 (図 6参照）によるプリフォームの加工動作とが、交互に実施される。

[0079] これらの動作により、 T形の横断面形状を有するプリフォーム PF1が、下流に向かつて徐々に形作られ、全ての材料が装置全長を通過した時点から、定常状態のプリフオームの製造が開始される。

[0080] 材料加工の流れを、上流側から順に説明する。コーナーフィラーロールから引き出された強化繊維束 CfBlは、最下流の搬送装置 Calの牽引力により、コーナーフイラ一成形型 20 (図 3参照）の目的とするコーナーフィラーの横断面形状をした穴 23を通過する。右上型 21a、左上型 21b、および、平型 22は、各型内部を流れる熱媒により加熱されている。

[0081] 穴 23は、入り口側が広ぐ内部で狙いとする T形の分岐部に充填されるコーナーフイラ一の横断面形状とされている。これにより、嵩高である強化繊維束 CfBlは、穴 23 の通過に伴い、加圧および加熱を受け、内部に含まれる熱可塑性榭脂材料が軟ィ匕し変形することで、強化繊維束 CfBlは、狙いのコーナーフィラーの横断面形状にカロェされる。加工された強化繊維束 CfBlは、コーナーフィラー成形型 (賦形装置） 20 から出て、室温にて放冷され、加工された形状を保って固定され、コーナーフィラー予備賦形体 CfPf4となる。

[0082] このように、予めコーナーフィラーの形を最終横断面を想定した形に整えることで、後に一体ィ匕装置 CIにて他の予備賦形体と結合する際に、コーナー以外の平坦部にはみ出したり、位置の偏りを生じてフィラーの密度が不均一になったりせず、狙いとする位置にコーナーフィラーを確実に収めることができる。

[0083] 一方、各ロールから引き出された積層体 Ll、 L2、および、 L3は、部分形状成形型 30 (図 4参照）へ導入される。ここで、中央型 31、上型 32、下型 33のそれぞれは、内部を流れる熱媒により加熱されている。各型が開いた状態において、上型 32、下型 3 3をァクチユエ一ター 34a、 34bにより駆動し、各型を閉じることで、そこに位置する積層体 Ll、 L2、および、 L3力各型の間でプレスされる。

[0084] 同時に、型力の熱の供給を受けて、加熱され、この状態で一定時間保持される。

この加圧および加熱し、その状態で保持することにより、積層体 Ll、 L2、 L3は、単に、それぞれの型形状に沿った形に変形するだけでなぐそれらにおける繊維体積含有率の上昇力あたらされる。これにより、狙いとするプリフォームにおける T形横断面形状の部分形状である L形部分、および、平板形部分と同等の繊維体積含有率、もしくは、それに準ずる繊維体積含有率がもたらされる。

[0085] 積層体の層間部には熱可塑性榭脂材料が含まれているため、これが軟ィ匕し変形することで、積層体を構成する強化繊維布帛の各層間が接着され、プレスされた形態が保持される。

[0086] 成形体を成形型 30に一定時間保持の後、上型 32、下型 33をァクチユエ一ター 34 a、 34bにより駆動し、型を開く。そして再び搬送装置 Calにより、加工された積層体は下流に搬出され、放冷され、内部の熱可塑性榭脂が硬化することにより、形成された形状が保たれる。積層体 Ll、 L2、および、 L3は、狙いとする T形横断面形状の部分形状である L形形状を有する予備賦形体 Pfl、 Pf2と、平板形状を有する予備賦形体 Pf3となる。

[0087] プレスの後に型を開いて成形型力予備賦形体を搬出する際、後の一体ィ匕工程で各予備賦形体同士の結合を良好にするため、接着榭脂材料 (熱可塑性榭脂)を、層間と同様、積層体の一体化側表面にも付着させてある場合、榭脂の接着作用により、予備賦形体が中央型 31に貼り付く現象が発生することがある。この現象を防ぐには、少なくても中央型 31の表面に、剥離剤、例えば、ポリテトラフルォロエチレン (テフ口ン (登録商標） )を、予めコーティングしておくのが良、。

[0088] 更に、予備賦形体と中央型 31の隙間に空気を吹き付けるノズルを設置し、高速の噴流を予備賦形体と中央型 31の間に流して剥離させるのが、予備賦形体に与える損傷が少なぐ冷却を早めてプレス形態を確実に維持する効果もあり、より効果的である。

[0089] 他に、榭脂などの成形分野で汎用されている離型シート (離型紙)を、積層体と成形型との間に介在させた状態で、積層体を成形し、成形された積層体を成形型から搬出後、離型シートを除去する方法がある。

[0090] 図 4に示される部分形状成形型 30は、中央型 31の上面で、 2つの L形の、中央型 3 1の下面で、 1つの平板形の計 3つの予備賦形体力垂直方向のプレス動作だけで、一度に加工できる構造となっている。これにより、成形型の構成の単純化ができ、設備費を抑制できる上、型の表面積をトータルで最小限にとどめることができる。従って、型の温度調節を行う熱媒の熱効率をあげることができる。

[0091] 更に、図 4に示される部分形状成形型 30においては、中央型 31の中央に穴 35が設けられている。コーナーフイラ一部分形状形成装置 CfP4にて成形されたコーナーフィラーの予備賦形体 CfPf4が、穴 35を通過し、一体ィ匕装置 C1に至る。部分成形型 30に、コーナーフィラーの予備賦形体 CfPf4が通過する穴 35を設けることにより、一度予備賦形され剛直となったコーナーフイラ一予備賦形体 CfPf4を、無理に曲げることなぐ一体ィ匕装置 C1へと供給するができる。

[0092] これにより、最終的に T形のプリフォームが形成される際のコーナーフイラ一予備賦形体 CfPf4の真直性を確保することができる。また、このように、コーナーフイラ一予備賦形体 CfPf4の通路を成形型内に設けることで、 2つの L形の加工を行う部分の間隔を極力狭く設計することができる。そのため、完成した L形の予備賦形体 Pfl、 P f2を一体ィ匕装置 C1まで送る過程で、これらが曲げ作用を受ける程度を最小限にすることができる。その結果、製造工程中で、予備賦形体 Pfl、 Pf2が受ける損傷を抑 ff¾することができる。

[0093] 次に、成形された予備賦形体 Pfl、 Pf2、 Pf3、 CfPf4は下流へ搬送され、その過程で、 T形断面を形成するように集められる。この態様においては、 L形部分である予備賦形体 Pfl、 Pf2は、長手軸に対して、それぞれ反対方向に 45° ねじられると同時に、進行方向を変えるために曲げられる。そして、最終的に、 2つの L形の予備賦形体 Pfl、 Pf 2を垂直部（ウェブ部)で背中合わせにし、水平部に、平板形の予備賦形体 Pf3を重ね合わせ、中央の分岐部の空隙に、コーナーフィラーの予備賦形体 Cf Pf4を配置した状態で、一体化装置 C1へ導入される。

[0094] このとき、一体ィ匕装置における一体ィ匕成形型 40 (図 5参照）の右上型 41a、左上型 41b、下型 42は、それぞれ開いた状態である。各型の開きにより形成される T形断面形状の垂直および水平に対応する隙間は、開き過ぎず、重ねた予備賦形体のトータルの厚さの 1. 2乃至 1. 5倍程度とするのが良い。導入した予備賦形体がその形状に沿って適正な位置に収まる上、導入時に型に擦れて受ける損傷を抑えることができる力である。

[0095] この態様とは別に、一体ィ匕工程にて予備賦形体と他の強化繊維基材を合わせる場合も、型の隙間は、隙間に位置される基材のトータル厚さの 1. 1乃至 1. 5倍程度であることが好ましい。隙間に導入される基材の型に対する位置ずれが防止できるからである。また、基材が嵩高である場合は、型の隙間への導入時の型への引っ掛かりを防止するために、型の入口に、テーパー部や大きめの湾曲部を設けておくと良い。

[0096] 一体化成形型 40へ導入された予備賦形体は、先ず、ァクチユエ一ター 43aにより中央型 41aが駆動し、 T形のウェブ部をプレスし、次に、ァクチユエ一ター 43bにより下型 42が駆動し、 T形のフランジ部をプレスする。これらの型は、内部を流れる熱媒により加熱されているため、予備賦形体は、プレスと同時に加熱され、この加圧および加熱を受けた状態で一定時間保持される。

[0097] この加圧および加熱し、その状態で保持することにより、各予備賦形体表面に付着している熱可塑性榭脂が軟化して、接着機能を発揮し、予備賦形体同士を一体化させると共に、予備賦形体は圧縮され、繊維体積含有率を上昇させ、狙いとする T形断面形状と同等の繊維体積含有率に達する。

[0098] この一定時間保持の後、中央型 41a、下型 42がァクチユエ一ター 43a、 43bにより駆動され、型が開く。そして、再び搬送装置 Calにより、加工された予備賦形体は下流に搬出され、型から離れたことで放冷され、内部の熱可塑性榭脂が硬化して形状を保ち、プリフォーム PFlaが形成される。

[0099] 次に、一体ィ匕装置 C1で成形されたプリフォーム PFlaは、更に下流に搬送され、トリミング装置 T1に導入される。トリミング装置 T1におけるプリフォーム把持型 50におヽて、先ず、ァクチユエ一ター 54aにより中央型 51aが駆動し、 T形のウェブ部を把持し、次に、ァクチユエ一ター 54bにより下型 52が駆動し、 T形のフランジ部を把持する。次いで、トリミング機構 53a、 53b、 53cが動作し、図示しないァクチユエ一ター力口一タリーカッター刃 55a、 55b、 55cをプリフォーム PFlaの各端部に押し当てながら、これらをプリフォーム PFlaの長手方向に移動させ、プリフォーム PFlaの各端部が切断される。

[0100] 次に、ロータリーカッター刃 55a、 55b、 55cがプリフォーム PFlaから離れ、元の位置に戻り、中央型 51a、下型 52がァクチユエ一ター 54a、 54bにより駆動され、型が開く。そして、再び搬送装置 Calにより、トリミング処理されたプリフォーム PFlbは下流に搬出される。

[0101] 最後に、トリミング処理されたプリフォーム PFlbは、更に下流に搬送され、搬送装置 Calに内蔵されているプリフォーム把持機構に把持される。そして、了クチユエータ一 AC1により、搬送装置 Calのプリフォーム把持機構力プリフォーム PFlbを把持したまま、下流側に移動する。ここで、プリフォーム PFlbの把持を解除し、再びァクチュエーター AC1の稼働により、プリフォーム把持機構が上流側に移動し、プリフォーム PFlbが下流側へ残され、完成されたプリフォーム PF1となる。この動作の繰り返しにより、完成したプリフォーム PF1は、順次下流側へと送られる。以上一連の製造工程により、原基材が切れない限り、 T形横断面形状を有するプリフォーム PF1が途切れることなぐ連続的に製造される。

[0102] 図 9に、図 1に示される本発明のプリフォームの製造装置とは異なる本発明のプリフオームの製造装置の斜視図が示される。図 1に示される態様が、 T形横断面形状を有するプリフォームを製造する装置であるのに対し、図 9に示される態様は、 I形横断面形状を有するプリフォームを製造する装置である。

[0103] 図 9において、 I形横断面形状を有するプリフォームの製造装置は、上流側から下流側に向かい配置された、材料供給装置 10a、フィラー賦形装置 20a、部分形状形成装置 30a、一体化装置 40a、トリミング装置 50a、および、牽引装置 60aからなる。

[0104] 図 10に、 I形横断面形状を有するプリフォームの一例の斜視図が示される。図 10において、プリフォーム PF2は、強化繊維布帛の積層体を加工してなる 2つの C形部分 70a, 70bと 1つの平板形部分 2a、 2b、および、折り曲げ部の外周側の空隙を埋めるコーナーフィラー 3a、 3bから構成されている。図 2に示される T形の場合と同様、図 1 0におけるプリフォーム PF2の垂直部分をウェブ部、水平部分をフランジ部と呼称する。

[0105] 材料供給装置 10aには、 2つの C形部分 70a、 70bと 2つの平板部分 2a、 2bを形成するためのそれぞれの積層体の供給源となる 4つの積層体ロール l ld、 l ie, l lf、 1 lgと、 2つのコーナーフィラー 3a、 3bを形成するためのそれぞれの強化繊維束の供給源となるフィラー材ロール 12a、 12bとが、用意されている。

[0106] フィラー賦形装置 20aにおける賦形型には、狙いとする I形横断面形状における 2 つの分岐部に充填されるコーナーフィラーの横断面形状に対応した 2つの穴が、設けられている。これらの 2つの穴は、その軸心が下流に位置する一体化装置 40aにおけるコーナーフィラーの軸心と一致する位置に配置されて、ることが好ま U、。

[0107] 部分形状形成装置 30aは、相対する型の隙間の断面が C形をなす 2つの C形賦形装置 71a、 71bと、相対する型の隙間の断面が直線をなす 2つの平板賦形装置 72a 、 72bの 4つの賦形装置から構成されている。

[0108] C形賦型装置 71a、 71bは、同一の形状をしている。その一方の C形賦型装置 71a の横断面図が、図 11に示される。図 11において、 C形の内部に位置する内型 711を、中央型 712と 2つの側面型 713a、 713b力 C形をした薄板 714を介して、取り囲んで配置されている。内型 711は、図示しない不動のベースに固定されている。中央型 712と佃 J面型 713a、 713bは、それぞれァクチユエ一ター 715、 716a, 716bに接続されている。これにより、中央型 712と側面型 713a、 713bは、内型 711に対して離接自在とされ、これにより、型に収容された積層体の加圧と加圧開放とが行われる。

[0109] 一体化装置 40aに内蔵されている成形型は、相対する型の隙間の断面が I形をなすように構成されている。

[0110] フィラー賦形装置 20a、部分形状形成装置 30a、および、一体化装置 40aを構成する各型は、図 1に示される態様と同様、内部に温度調整を行う熱媒が循環する構造を有する。これにより、型の温度が、成形に必要な温度になるように調整される。また、部分形状形成装置 30aと一体化装置 40aの各型は、図示しないァクチユエ一ターにより、各型同士離接自在とされ、型に導入された材料を、加熱および Zまたは加圧できるよう〖こされている。

[0111] トリミング装置 50aは、図 1に示される態様と同様、成形されたプリフォームの横断面形状の端部をトリミングするトリミング機構を備えている。

[0112] 牽引装置 60aは、 I形のプリフォームを把持するプリフォーム把持機構を有している。更に、牽引装置 60aは、ァクチユエ一ター 61aにより、プリフォーム把持機構全体をプリフォームの長手方向に往復できる構造を備えて、る。

[0113] 図 9に示されるプリフォームの製造装置を用い、図 10に示される I形のプリフォームを製造する場合は、先ず、 4つの積層体ロール l ld、 l ie, l lf、 l lgと、 2つのコーナーフイラー材ロール 12a、 12b力材料供給装置 10aに準備される。なお、これらの材料は、図 1に示される態様の場合と同様である。

[0114] 材料加工の流れを、上流側から下流に向力つて説明する。先ず、フィラー材ロール 12a, 12bを出た強化繊維束 5a、 5bは、フィラー賦形装置 20aのコーナーフィラーの横断面の形をした穴を通過し、その際に、加熱および加圧の加工を受け、狙いのコ一ナーフイラ一の横断面形状をした予備賦形体 6a, 6bとなる。

[0115] 積層体ロール l ld、 l ie, l lf、 l lgを出た積層体 4d、 4e、 4f、 4gは、部分形状形成装置 30aへ導入される。ここで、積層体 4d、 4eは、平板賦形装置 72a、 72bにて、加熱および加圧され、その状態で保持され、平板形状の予備賦形体 7d、 7eとなる。積層体 4f、 4gは、 C形賦形装置 71a、 71bにて、加熱および加圧され、その状態で保持され、 C形形状の予備賦形体 7f、 7gとなる。

[0116] C形賦形装置は、図 11に示すように、中央型 712と側面型 713a、 713bをァクチュエーター 715、 716a, 716bにより駆動することで、積層体 4fを、薄板 714を介して、内型 711向かってプレスする。このとき、中央型 712と側面型 713a、 713bの駆動の順番は、中央型 712を先、側面型 713a、 713bが後となるようにする。こうすることで、積層体 4fの折り曲げの際に生じる内外周の周長差によるシヮの発生を防止できる。 [0117] 薄板 714が存在することで、積層体 4fの中央型 712と側面型 713a、 713bとの間への嚙み込みが、防止される。薄板 714の材質や厚さは、型に固定できて、積層体 4 fに均一にプレス圧力が力かることを阻害しない柔軟なものでれば、特に限定されない。しかし、耐久性と剥離性を考慮して、薄板 714として、 0. 07乃至 0. 15mm程度の厚さの鋼材に、フッ素系榭脂をコーティングした板が好ましく用いられる。

[0118] 予備賦形体 6a、 6b、 7d、 7e、 7f、 7gは、次の一体ィ匕装置 40aへ搬送され、 I形断面を形成するように集められる。この態様では、この過程で、特に C形部分である予備賦形体 7f、 7gは、 C形賦形装置を出た時点で、 C形の開いている方向が上向きであるが、一体ィ匕装置 40aに至るまでには、 I形の側面に位置するよう、横を向かせる必要がある。そこで、予備賦形体 7f、 7gは、長手軸に対してそれぞれ反対方向に 90° ねじられると同時に、互いの距離を近づけ、かつ、進行方向を変えるために曲げられる。

[0119] また、コーナーフィラーの予備賦形体 6a、 6bは、先述の通り、フィラー賦形装置 20 aの穴の軸心が、一体化装置 40aでのコーナーフィラーの軸心と一致する位置にあれば、この過程で曲げによる損傷を受けることなぐ一体ィ匕装置 40aまで送られる。

[0120] そして、最終的に、 2つの C形の予備賦形体 7f、 7gを C形の中央部で背中合わせにし、上下の水平部に平板の予備賦形体 7d、 7eを重ね合わせ、コーナー部の空隙に既にコーナーフィラーとしての形が整えられて、る予備賦形体 6a、 6bを配置した状態で、これらが一体化装置 40aへ導入される。

[0121] 次に、一体ィ匕装置 40aにおいては、先ず、 I形のウェブ部、次に、 I形のフランジ部の順で型締めされ、加圧および Zまたは加熱された状態で保持され、狙いとする I形横断面形状と端部の長さが異なる点を除いて一致するプリフォーム 8aとなる。

[0122] 次いで、プリフォーム 8aは、図 1に示される態様の場合と同様、トリミング装置 50aにて、不要の端部が切り取られ、狙いとする横断面形状に整えられた端部処理プリフォーム 9aとなる。端部処理プリフォーム 9aは、牽引装置 60aを経て、下流へ送られ、 I形横断面形状のプリフォーム PF2が途切れることなく連続的に製造される。

[0123] 以上の実施態様により製造されたプリフォーム PF1、 PF2は、その後、繊維強化榭脂の成形工程において、榭脂を強化するための強化繊維材料として使用される。通常、プリフォームは所望の長さにカットされ、マトリックス榭脂が注入され、注入された榭脂の硬化が行われ、繊維強化榭脂 (FRP)が製造される。

[0124] 以上において、図 1および図 9を用いて、 2つの実施態様が説明された力本発明は、これらの態様に限られるものではない。強化繊維の真直性が高ぐプリフォーム中の強化繊維の密度が均一で、シヮのないプリフォームを連続的に製造する方法として重要なことは、連続工程の中に、部分形状形成工程と一体化工程がある点である。

[0125] 強化繊維の積層体が、部分形状形成工程で加熱および加圧され、その状態で保持され、層間に配された榭脂をはじめとした強化繊維布帛に含まれる榭脂成分や、場合によっては強化繊維そのものを軟ィ匕させ、流動させて嵩を減らし、狙いとする最終横断面の部分形状に確実に仕上げた予備賦形体とした後、改めて一体ィヒ工程で予備賦形体同士、または、予備賦形体と他の強化繊維基材を一体化して、プリフォームを完成させている点が本発明の重要なポイントである。

[0126] この点を更に詳しく説明する。例えば、先の実施態様で示した T形プリフォームの製造方法において、コーナーフイラ一は、予め予備賦形体ィ匕を実施するものの、強化繊維布帛 3枚を積層した積層体については、予備賦形体とせず、図 5に示すような一体化装置（一体化成形型 40)で、一度に重ねてプレスした場合、ウェブ部とフランジ部が交差する積層体の折り曲げ部に、積層体内外周の周長差によるシヮが発生する

[0127] このシヮの発生状況力図 7に示される模式図により説明される。図 7において、先ず、プレス前は、状態 S1のように、嵩高な 3枚の積層体 81a、 81b、 81cが型間に配置され、強化繊維布帛の直線性は保たれている。次に、ウェブ部 81 Wがプレスされると、状態 S2のようになる。更に、フランジ部 81Fがプレスされた際、積層体の圧縮に伴い折り曲げ部の外周側の基材には余りが生じ、状態 S3のようになる。状態 S3において、シヮ Wrが発生する。

[0128] このシヮ発生を回避するためにも、本発明における部分形状形成工程は重要である。特に、横断面形状における分岐部を形成するために折り曲げられる積層体の折り曲げ部は、内外周長差によるシヮが発生し易い。従って、このシヮの発生を極力防止するために、プリフォームにおける横断面において分岐部を形成する部分基材については、他の基材と一体化してプリフォームを形成する前に、当該部分基材を、分岐部を有する形状に、確実に成形しておくことが必要となる。

[0129] 分岐部とは、ウェブ部とフランジ部とが交差するところで、その部分において、丁字路、 Y字路、あるいは、十字路が形成されている。すなわち、本発明は、分岐部を含む横断面形状を有するプリフォームの製造に、特有の効果を奏する。分岐部を有する 7種のプリフォームの例力図 8に示される。

[0130] 図 8において、プリフォーム PF3は、図 2に示すプリフォーム PF1と同じであり、分岐部 B3を有する。プリフォーム PF4は、図 10に示すプリフォーム PF2と同じであり、分岐部 B4、 B5を有する。プリフォーム PF5は、ウェブ部の上端が右方向に折れている形状を有し、分岐部 B6を有する。プリフォーム PF6は、十字形であり、分岐部 B7を有する。プリフォーム PF7は、 T形と I形とが合体した形状を有し、分岐部 B8、 B9を有する。プリフォーム PF8は、 I形が並列に合体した形状を有し、分岐部 B10、 B11を有する。プリフォーム PF9は、ウェブ部の上端が右方向に折れ、更にその先力上方に延びている形状を有し、分岐部 B12を有する。

[0131] 部分形状形成工程にて、加熱および加圧され、形成された形状がその状態で保持される加工を受けることで、積層体は、圧縮され、繊維体積含有率 (Vpf)が高められた予備賦形体となる。ここにおける圧縮の程度は、最終の横断面形状に近づくように、つまり、一体化工程を出たプリフォームの繊維体積含有率 (Vpf)に近づくように、あるいは、それと同等になるような程度が好ましい。この程度に積層体を圧縮することにより、先に説明した一体ィ匕工程で発生するシヮを極力防止することができる。

[0132] しかし、連続的にプリフォームを製造する装置の処理能力の観点力すると、装置の処理速度を決定するのは、加熱および加圧して積層体の嵩を減らしてゆくのに必要な各工程での保持時間である。部分形状形成工程にて、一体化工程終了時点での繊維体積含有率 (Vpf)まで、先に到達させる場合は、部分形状形成工程での保持時間が長く必要なのに対し、一体ィ匕工程では予備賦形体を貼り合わせるだけのごく短い保持時間で処理が終了する。従って、トータルの処理能力は、部分形状形成工程の長い保持時間に依存するという、非効率な状況が生じる。この状況は、最終的に狙いとする繊維体積含有率 (Vpf)がある程度高い、例えば、繊維体積含有率（ Vpf)が 40%以上のときや、積層体の層間に配された榭脂の量が多い場合等に、顕著な問題となる。

[0133] この問題の解決には、部分形状形成工程で確保する繊維体積含有率 (Vpf)を、後の一体ィ匕工程で不具合とならないある程度のところで抑えておき、最終的に狙いとする繊維体積含有率 (Vpf)を一体ィ匕工程にぉ、て達成させることが有効である。この不具合とならないある程度の繊維体積含有率 (Vpf)は、次式が満足される範囲で表される。

より好ましくは、

ここで、 aは予備賦形体の Vpf、 βはプリフォームの Vpfを表す。

[0135] すなわち、予備賦形体の Vpfをプリフォームの Vpfの 60%乃至 95%程度、より好ましくは、 80%乃至 95%程度に抑えることで、積層体の圧縮という仕事を部分形状形成と一体ィ匕の 2つの工程で分担し、処理時間の突出を抑えることで、製造装置としてのトータルの処理時間を短縮することができる。これにより、一体化工程での強化繊維のシヮの発生や密度の不均一化という不具合が、最小限度に押さえられる。

[0136] 繊維体積含有率 (Vpf)を測定するには、先ず、被測定体である強化繊維基材の原基材、積層体、あるいは、賦形体の厚さを計測する必要がある。厚さは、被測定体の表面の垂直方向において、被測定体に、 101. 3kPaの圧力をかけた状態で計測される。圧力付与の方法としては、被測定体をフィルム等のシート材で覆い、内部を真空とすることで大気圧を付与する方法や、平板と圧子 (例えば、直径 25mmの円板）の間に被測定体を挟み込み、圧子にその面積に応じた力を付与する方法があげられる。本明細書に記載の厚さ、および、繊維体積含有率 (Vpf)に関する記載は、真空による方法に基づヽて、る。

[0137] 本発明の実施においては、上に説明した実施態様のように、必ずしも全ての部分を、部分形状形成する必要はない。例えば、 T形横断面形状であれば、フランジ部にあわせる平板形部のように、折り曲げ部がない部分基材などは、部分形状形成工程を経ずに、積層体のまま一体化工程で、部分形状形成を行った L形部分と一体化しても良い。すなわち、強化繊維の真直性や密度の均一性など、プリフォームとなった時に重要と考えられる少なくとも一つの部分を予備賦形体とし、一体化工程で、予備賦形体同士だけでなぐ他の部分形状形成がされていない強化繊維基材と、重ねて一体ィ匕するようにしても良い。

[0138] 第 1の繊維強化基材と一体化されてプリフォームを形成する第 2の強化繊維基材としては、上記実施態様で用いている複数枚の強化繊維布帛が接着榭脂材料をそれらの層間部に配して積層された積層体の他、接着榭脂材料をそれらの層間部に配さずに積層したものや、 1枚の強化繊維布帛単体、場合によっては強化繊維布帛を棒状や筒状に丸めたものが含まれる。

[0139] 積層体の層間や、場合によってはその表面に配される接着榭脂材料は、上記実施態様では熱可塑性榭脂とした力熱可塑性榭脂としては、例えば、ポリオレフイン榭脂、スチレン系榭脂、ポリアミド榭脂、ポリウレタン榭脂が挙げられる。接着榭脂材料として、熱硬化性榭脂を使用することも可能であり、例えば、エポキシ榭脂、フエノール榭脂、不飽和ポリエステル榭脂が挙げられる。ただし、接着榭脂材料は、加熱により接着機能を果たす必要がある。常温環境での取扱い性を考慮すると、接着榭脂材料は、ガラス転移温度 (Tg)が、 30乃至 100°C程度の榭脂であることが好ましい。コーナーフイラ一材料の強化繊維束に含まれる接着榭脂材料にっヽても、これらの榭脂を使用することができる。

[0140] 接着榭脂材料の形態としては、繊維状、粒子状、ェマルジヨン状などが挙げられる。接着榭脂材料は、積層される強化繊維布帛の層間のみに存在する必要はなぐ強化繊維布帛内に、ランダムに分散されていても良い。接着榭脂材料が繊維状の場合は、強化繊維束の中に引き揃えたり、織物の経糸および Zまたは緯糸に補助糸として挿入したり、強化繊維布帛の複数層に亘つて挿入されるスティツチング糸とすることができる。加熱および加圧による層間の接着が可能であれば、接着榭脂材料の形態は、限定されない。

[0141] 強化繊維布帛、および、コーナーフィラーを構成する強化繊維は、特にその種類に制限はない。強化繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維 (例えば、ァラミド繊維、ポリパラフエ-レンベンゾビスォキサゾール繊維、フエノール繊維、ポリエチレン繊維、ポリビニルアルコール繊維）、金属繊維、または、セラミック繊維、これらの組み合わせが挙げられる。中でも、炭素繊維は、比強度および比弾性率に優れ、耐吸水性に優れるので、航空機や自動車の構造部材等、高い機械特性を求められる場合に、好ましく用いられる。

[0142] 強化繊維布帛の形態としては、強化繊維が少なくとも一方向に配列された布帛状であれば、特に限定されない。強化繊維布帛として、織物、編み物、組み物、不織布、一方向に引き揃えられた強化繊維をバインダーゃ融着性不織布、ステッチ糸等で形態安定化させた一方向性繊維シート、一方向性シートを配列繊維の方向を変えて積層した多軸シート等が挙げられる。特に輸送機器 (特に航空機)の構造部材の成形にプリフォームが用いられる場合には、高、力学特性 (特に圧縮強度）が要求される。この要求に応えるには、一方向性布帛、または、それが複数が一体ィ匕された布帛力強化繊維の真直性、高い繊維体積含有率 (Vpf)を実現することができるため、とりわけ好ましい。

[0143] 積層体の供給は、上記の実施態様のように、積層体ロールを用いて行うことができれば、ロール巻きは場所をとらずに長い材料を保管できるので好ましい。しかし、強化繊維布帛の枚数が多ぐ厚い積層体が用いられる場合は、巻くことで積層体は曲げられ、内外の周長差により層間にはズレが生じる。予め層間に接着点があるような積層体の場合では、層間が剥離し、所望の積層体の状態が保たれなくなる場合がある。この場合は、積層体を、曲げずに、トレーなどの平坦な供給台に収容しておくことが好ましい。一方、積層体を構成する強化繊維布帛のそれぞれが単層でロール巻きの状態で得られる場合は、積層枚数に相当する数の単層巻きのロールを用意し、部分形状形成工程や一体化工程に送るまでの過程で、それぞれの強化繊維布帛を重ねあわせ、積層体を形成することもできる。

[0144] 積層体や予備賦形体を加熱および Zまたは加圧して加工する手段としては、上記の実施態様では、加熱した型同士を押しつけるプレス方式を採用した。このプレス方式は、温度および圧力の条件を確実に設定できる上、耐久性や動作の安定性を確保し易く好ましい。 [0145] 各成形型において使用される型としては、剛体である金属ゃ榭脂の型を用いても良いし、ゴムやエラストマ一のような軟質の材料力もなる型を用いても良い。ただし、型からの接触加熱で型に収容された材料の加熱を行うので、熱伝導および強化繊維への熱伝達が良く、高、耐久性も期待できる金属製の型が好まし、。

[0146] 型の加熱手段としては、放射熱や雰囲気加熱、加熱気体の吹きつけなども用いることができる。型の加圧手段としては、型をフィルム状のもので覆ったり、袋状物に収容して、内圧をかける方法なども用いることができる。加熱手段や加圧手段は、材料の特性や得ようとするプリフォームの状態にあわせ、適宜選択される。

[0147] 積層体や予備賦形体の加工時の加熱温度は、層間に配された接着榭脂材料のガラス転移温後 (Tg)を越える温度とするのが、接着性能を発揮するのに好ましい。しかし、温度が高すぎると、加工に要する時間は短くなるが、接着榭脂材料の量が多い場合には、強化繊維布帛の層間に樹脂のフィルム状の層ができ、後工程でマトリックス榭脂を注入する際の榭脂流動を妨げる恐れがある。接着榭脂材料のガラス転移温後 (Tg)が、 30乃至 100°Cの場合、加工時の加熱温度は、 40乃至 130°C程度の範囲力選択されるのが好まし、。

[0148] 加圧の圧力は、圧力をあまり高めると、層間の接着榭脂材料が流動する前に、強化繊維が厚さ方向に変形して、層間で対畤する強化繊維同士が密着し、層間の空間を埋めてしまい、後工程でマトリックス榭脂を注入する際の層間の榭脂流動を妨げる恐れがある。圧力の下限は、大気圧程度として、圧力は、 0. 1乃至 1. OMPaの範囲から選択されるのが好ましい。

[0149] 搬送装置 (牽引装置）は、単独の装置とすることもできるが、その機能をトリミング装置に兼ねさせることができる。搬送装置 (牽引装置)の機能は、プリフォームを把持する機能と長手方向に送る機能の 2つであり、 1つ目の把持機能は、トリミング装置も備えているため、この把持能力を十分なものに設定することができれば、トリミングと搬送 (牽引）のための把持機能を兼用することができ、後は送る機能をトリミング装置に付与することで、搬送装置 (牽引装置)を省略することは可能である。

産業上の利用の可能性

[0150] 本発明のプリフォームの製造方法、あるいは、製造装置によれば、目的のプリフォームを形成する横断面形状において分岐部を有する強化繊維基材の原基材を長手方向に間欠的に搬送し、搬送停止時に、前記原基材に加熱および Zまたは加圧の加工を施して、一旦、予備賦形体を形成し、次いで、形成された予備賦形体と目的のプリフォームを形成する他の部分の強化繊維基材の原基材とを一体化すること〖こより、横断面形状において分岐部を有するプリフォームが連続的に製造される。これにより、従来技術で連続的に成形されるプリフォームにおける強化繊維に発生するシヮの問題が解消され、品質の良い、例えば、自動車、航空機に用いられる構造部材の成形に使用されるプリフォームが、連続的な製造により提供される。

Claims

請求の範囲

横断面においてウェブ部と該ウェブ部力少なくとも 1つの分岐部を経て両側に延びる少なくとも 1組のフランジ部を有する第 1の強化繊維基材と、前記少なくとも 1つの分岐部を含んで前記第 1の強化繊維基材と一体化された少なくとも 1つの第 2の強化繊維基材とから形成されて、るプリフォームの製造方法にぉ、て、

[2] 前記第 1および第 2の予備賦形体のそれぞれの繊維体積含有率 αと、前記プリフォームの繊維体積含有率 j8が、 0. 95≥ α / β≥0. 6の関係を満足している請求項 1 に記載のプリフォームの製造方法。

[3] 前記繊維体積含有率 αと前記繊維体積含有率 |8が、 0. 95≥ α Ζ ι8≥0. 8の関係を満足している請求項 2に記載のプリフォームの製造方法。

[4] 前記一体ィ匕工程の下流側で前記搬送工程の上流側に、前記一体ィ匕工程で形成されたプリフォームの不要部分をトリミングするトリミング工程が設けられている請求項 1 に記載のプリフォームの製造方法。

[5] 前記一体化工程で形成される前記少なくとも 1つの分岐部の外表面に沿って形成される少なくとも 1つの凹部に、強化繊維束力もなる少なくとも 1つのコーナーフィラーを、前記搬送工程における前記プリフォームの間欠的な搬送に応じて供給する少なくとも 1つのコーナーフィラー供給工程が設けられている請求項 1に記載のプリフォームの製造方法。

[6] 前記コーナーフィラーを形成する強化繊維束が、接着榭脂材料を含む強化繊維束であり、前記少なくとも 1つのコーナーフィラー供給工程と前記一体化工程との間に、前記接着榭脂材料を含む強化繊維束を、加熱および Ζまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つのコーナーフイラ一予備賦形体を製造する少なくとも 1つのコーナーフイラ一部分形状形成工程が設けられ、製造されたコ一ナーフイラ一予備賦形体が、前記一体化工程に供給される請求項 5に記載のプリフォームの製造方法。

[7] 前記少なくとも 1つの第 3の原基材が、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の少なくとも 1つの第 3の積層体力もなり、前記少なくとも 1つの第 3の供給工程と前記一体ィ匕工程との間に、前記少なくとも 1つの第 3の積層体を、加熱および Ζまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つの第 3の予備賦形体を製造する少なくとも 1つの第 3の部分形状形成工程が設けられ、製造された少なくとも 1つの第 3の予備賦形体が、前記一体化工程に供給される請求項 6に記載のプリフォームの製造方法。

[8] 前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の L形であり、前記第 3の予備賦形体の 1つの横断面形状が平板形であり、前記一体化工程において、前記 L形の第 1の予備賦形体と前記 L形の第 2の予備賦形体とが、前記 L形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 1つと一体化され、 T形の前記プリフォームが成形される請求項 7に記載のプリフォームの製造方法。

[9] 前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の C形であり、前記第 3の予備賦形体の 2つの横断面形状が平板形であり、前記一体ィ匕工程において、前記 C形の第 1の予備賦形体と前記 C形の第 2の予備賦形体と力前記 C形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の 2つの第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 2つと一体化され、 I 形の前記プリフォームが成形される請求項 7に記載のプリフォームの製造方法。

[10] 横断面においてウェブ部と該ウェブ部力少なくとも 1つの分岐部を経て両側に延びる少なくとも 1組のフランジ部を有する第 1の強化繊維基材と、前記少なくとも 1つの分岐部を含んで前記第 1の強化繊維基材と一体化された少なくとも 1つの第 2の強化繊維基材とから形成されて、るプリフォームの製造装置にぉ、て、

(e)前記第 1の積層体を供給する第 1の供給装置と、前記第 2の積層体を供給する第 2の供給装置と、前記少なくとも 1つの第 3の原基材を供給する少なくとも 1つの第 3 の供給装置を有し、 (f)前記第 lの供給装置の下流側に、前記第 1の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、第 1の予備賦形体を製造する第 1の部分形状形成装置を有し、

[11] 前記一体化装置の下流側で前記搬送装置の上流側に、前記一体化装置で形成されたプリフォームの不要部分をトリミングするトリミング装置が設けられている請求項 1 0に記載のプリフォームの製造装置。

[12] 前記一体化装置で形成される前記少なくとも 1つの分岐部の外表面に沿って形成される少なくとも 1つの凹部に、強化繊維束力もなる少なくとも 1つのコーナーフィラーを、前記搬送装置における前記プリフォームの間欠的な搬送に応じて供給する少なくとも 1つのコーナーフィラー供給装置が設けられている請求項 10に記載のプリフォームの製造装置。

[13] 前記コーナーフィラーを形成する強化繊維束が、接着榭脂材料を含む強化繊維束であり、前記少なくとも 1つのコーナーフィラー供給装置と前記一体ィ匕装置との間に、前記接着榭脂材料を含む強化繊維束を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つのコーナーフイラ一予備賦形体を製造する少なくとも 1つのコーナーフイラ一部分形状形成装置が設けられ、製造されたコ一ナーフイラ一予備賦形体が、前記一体化装置に供給される請求項 12に記載のプリフォームの製造装置。

[14] 前記少なくとも 1つの第 3の原基材が、積層された複数枚の強化繊維布帛と層間部に配された接着榭脂材料とからなる帯状の少なくとも 1つの第 3の積層体力もなり、前記少なくとも 1つの第 3の供給装置と前記一体化装置との間に、前記少なくとも 1つの第 3の積層体を、加熱および Zまたは加圧して成形し、その成形状態を保持することにより、少なくとも 1つの第 3の予備賦形体を製造する少なくとも 1つの第 3の部分形状形成装置が設けられ、製造された少なくとも 1つの第 3の予備賦形体が、前記一体化装置に供給される請求項 13に記載のプリフォームの製造装置。

[15] 前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の L形であり、前記第 3の予備賦形体の 1つの横断面形状が平板形であり、前記一体化装置において、前記 L形の第 1の予備賦形体と前記 L形の第 2の予備賦形体とが、前記 L形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 1つと一体化され、 T形の前記プリフォームが成形される請求項 14に記載のプリフォームの製造装置。

[16] 前記第 1の予備賦形体と前記第 2の予備賦形体の横断面形状が互いに左右対称の C形であり、前記第 3の予備賦形体の 2つの横断面形状が平板形であり、前記一体化装置において、前記 C形の第 1の予備賦形体と前記 C形の第 2の予備賦形体と力前記 C形のウェブ部に相当する部位において一体ィ匕されるとともに、前記平板形の 2つの第 3の予備賦形体と前記コーナーフイラ一予備賦形体の 2つと一体化され、 I 形の前記プリフォームが成形される請求項 14に記載のプリフォームの製造装置。

[17] 前記第 1の部分形状形成装置、前記第 2の部分形状形成装置、および、前記第 3 部分形状形成装置が、

(e)前記中央型の中央部に、前記コーナーフイラ一予備賦形体が通過する穴が設けられている請求項 14に記載のプリフォームの製造装置。

[18] 前記少なくとも 1つのコーナーフイラ一部分形状形成装置が、

(d)該穴は、その横断面積が、前記強化繊維束の進行方向に、徐々に縮小するように形成されている請求項 13に記載のプリフォームの製造装置。

[19] 前記一体化装置は、 1つの一体化型からなり、該一体化型は、

(e)前記左上型に対し前記右上型を移動させる第 1のァクチユエ一ターが前記右上型に取り付けられ、前記左上型と前記右上型に対し前記下型を移動させる第 2のァクチユエ一ターが前記下型に取り付けられている請求項 14に記載のプリフォームの製造装置。