WO2022049618A1

WO2022049618A1 - 成形装置及び成形方法

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Publication number: WO2022049618A1
Application number: PCT/JP2020/033012
Authority: WO
Inventors: 宙世近藤; 将征金升; 浩庸秋山; 一希野間; 敏生小佐々
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2022-03-10
Also published as: US20230271375A1

Abstract

繊維シートを、形状変化部を有する形状に賦形する成形装置であって、前記繊維シートの一方側に設けられ、前記繊維シートを成形する型材となる成形型と、前記繊維シートの他方側に設けられると共に、前記形状変化部が形成される部位に設けられ、前記繊維シートよりも剛性の高い支持部材と、前記繊維シートを覆う被覆部材と、前記被覆部材により前記成形型に前記繊維シートを押し付ける押付装置と、を備える。前記押付装置は、前記成形型と前記被覆部材との間の雰囲気を吸引する吸引装置である。

Description

成形装置及び成形方法

　本開示は、成形装置及び成形方法に関するものである。

　従来、複合材の賦形時に生じるしわを最小限に抑えるためのシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、複合材が、型押しロッドアセンブリを覆うように、ツール上に配置される。型押しロッドアセンブリは、複合材に圧縮圧力が加えられるときに、複合材が波形状となる型押しロッドを有しており、型押しロッドにより、しわの発生を抑制している。

米国特許出願公開第２０１７－０３１２９９９号明細書

　ところで、複合材に対して圧縮圧力を加える場合、真空バッグ等の被覆部材を複合材に覆って真空引きをしている。被覆部材を用いて、コーナー等の形状変化部を有する複合材を成形する場合、コーナー部にリンクル（しわ）が発生し、成形不良となる可能性がある。特許文献１では、型押しロッドにより複合材のしわを伸ばしているものの、複合材が波形状となってしまう。

　そこで、本開示は、形状変化部を有する繊維シートを好適に賦形することができる成形装置及び成形方法を提供することを課題とする。

　本開示の成形装置は、繊維シートを、形状変化部を有する形状に賦形する成形装置であって、前記繊維シートの一方側に設けられ、前記繊維シートを成形する型材となる成形型と、前記繊維シートの他方側に設けられると共に、前記形状変化部が形成される部位に設けられ、前記繊維シートよりも剛性の高い支持部材と、前記繊維シートを覆う被覆部材と、前記被覆部材により前記成形型に前記繊維シートを押し付ける押付装置と、を備える。

　本開示の成形方法は、上記の成形装置を用いて、前記繊維シートを、前記形状変化部を有する形状に賦形する成形方法であって、前記成形型に対して、前記繊維シートを配置するステップと、前記繊維シートを配置するステップに前後して、前記繊維シートを挟んで前記成形型の反対側に、前記形状変化部が形成される部位に対応して、前記支持部材を配置するステップと、前記繊維シートを覆うように前記被覆部材を配置するステップと、前記被覆部材により前記成形型に前記繊維シートを押し付けるステップと、を備える。

　本開示によれば、形状変化部を有する繊維シートを好適に賦形することができる。

図１は、実施形態１に係る吸引前の成形装置に関する模式図である。図２は、実施形態１に係る吸引後の成形装置に関する模式図である。図３は、実施形態１に係る繊維シートの配置に関する模式図である。図４は、従来と実施形態１との成形を比較した説明図である。図５は、実施形態２に係る成形装置の模式図である。図６は、実施形態３に係る成形装置の支持部材の配置に関する模式図である。図７は、実施形態４に係る成形装置の支持部材の配置に関する模式図である。図８は、実施形態４に係る成形装置の模式図である。図９は、実施形態５に係る成形装置の模式図である。図１０は、実施形態６に係る成形装置の模式図である。図１１は、実施形態７に係る成形装置の模式図である。図１２は、実施形態８に係る成形装置の模式図である。図１３は、実施形態９に係る成形方法の説明図である。

　以下に、本開示に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

［実施形態１］
　実施形態１に係る成形装置１０は、形状変化部Ｄを有する繊維シートＳを成形するための装置である。形状変化部Ｄとは、例えば、屈曲部、湾曲部及び段差部等であり、平面形状を異なる形状に変形させたときの変化する部位である。具体的に、実施形態１において、成形される繊維シートＳは、所定方向を長手方向とし、長手方向に直交する直交面内において二次元的に変形させたものとなっている。そして、実施形態１において、形状変化部Ｄは、長手方向に沿った面内において、さらに、形状を変化させた部位である。つまり、形状変化部Ｄは、二次元的に変化する繊維シートＳを、三次元的に変化させる部位となっている。このため、成形後の繊維シートＳは、三次元的（立体的）に変形したものとなっている。なお、形状変化部Ｄは、上記の特に限定されず、形状が変化する部位であれば、いずれの部位であってもよい。成形装置１０は、平面形状の繊維シートＳを、形状変化部Ｄを有する形状に賦形する。なお、実施形態１では、繊維シートＳとして、強化繊維に樹脂を含侵させたシートを適用しており、例えば、プリプレグを適用している。実施形態１では、繊維シートＳとしてプリプレグを適用したが、この構成に特に限定されず、樹脂を含まないドライ状態の強化繊維シートを適用してもよい。また、実施形態１において、繊維シートＳは、複数積層した積層体となっているが、単層であってもよく、特に限定されない。

　図１は、実施形態１に係る吸引前の成形装置に関する模式図である。図２は、実施形態１に係る吸引後の成形装置に関する模式図である。図３は、実施形態１に係る繊維シートの配置に関する模式図である。図１から図３に示すように、成形装置１０は、成形型１１と、支持部材１２と、被覆部材１３と、吸引装置１４とを備えている。

　成形型１１は、基台１７上に配置され、繊維シートＳを成形する型材となっている。図１から図３に示すように、成形型１１は、上方側に凸となる雄型となっており、奥行き方向に長い成形型１１となっている。図１及び図２に示すように、成形型１１は、上面部１１ａと、上面部１１ａの幅方向両側に設けられる一対の側面部１１ｂと、上面部１１ａと一対の側面部１１ｂとの間に形成される一対の屈曲部１１ｃとを有している。屈曲部１１ｃは、例えば、上面部１１ａと各側面部１１ｂとが為す角度が直角となるような屈曲部１１ｃとなっている。

　また、図３に示すように、成形型１１は、一対の側面部１１ｂのそれぞれが、段差部２１を有している。段差部２１は、奥行き方向の一方側（手前側）の側面部１１ｂと、奥行き方向の他方側（奥側）の側面部１１ｂと、両側の側面部１１ｂの間の斜面部１１ｄとを含んでいる。斜面部１１ｄは、奥行き方向の一方側から他方側へ向かって幅方向に広がる斜面となっている。このように、成形型１１は、屈曲部１１ｃ及び段差部２１を有しており、屈曲部１１ｃ及び段差部２１によって、繊維シートＳに形状変化部Ｄを付して成形する。

　支持部材１２は、繊維シートＳを挟んで成形型１１の他方側に設けられる。つまり、繊維シートＳの一方側に成形型１１が設けられ、繊維シートＳの他方側に支持部材１２が設けられる。支持部材１２は、繊維シートＳよりも剛性が高くなっており、例えば、金属材料またはシリコーンゴム等の弾性材料が適用される。支持部材１２は、繊維シートＳと被覆部材１３との間に設けられ、繊維シートＳと一体に設けられる。具体的に、支持部材１２は、粘着剤を介して、繊維シートＳ上に貼り付けられることにより一体となっている。なお、支持部材１２は、粘着剤を省いてもよく、繊維シートＳに含まれる樹脂により一体となってもよい。

　支持部材１２は、繊維シートＳの形状変化部Ｄが形成される部位に設けられる。支持部材１２は、図３に示すように、繊維シートＳの形状変化部Ｄに対して複数設けられる。具体的に、支持部材１２は、繊維シートＳの一対の側面部１１ｂに対向する部位に対して複数設けられている。複数の支持部材１２は、賦形時に段差部２１の形状に沿うように、分割されて配置されている。具体的に、複数の支持部材１２は、奥行き方向に並べて設けられ、奥行き方向の一方側（手前側）の側面部１１ｂと、奥行き方向の他方側（奥側）の側面部１１ｂと、両側の側面部１１ｂの間の斜面部１１ｄとに対向するように設けられる。なお、支持部材１２を設ける位置は、上記の位置に、特に限定されず、リンクルが発生し易い部位であれば、いずれの位置に設けてもよい。

　被覆部材１３は、図１及び図２に示すように、繊維シートＳを覆って設けられる。被覆部材１３は、例えば、シリコーンゴム等を用いて構成された膜体である。被覆部材１３は、成形型１１及び成形型１１に設置された繊維シートＳを覆うと共に、成形型１１が設置される基台１７との間にシール材２３が設けられることで、その内部を気密に封止している。

　吸引装置１４は、成形型１１と被覆部材１３との間の内部雰囲気を吸引することで、被覆部材１３により成形型１１に繊維シートＳを押し付ける。吸引装置１４は、例えば、真空ポンプである。吸引装置１４は、気密に封止された被覆部材１３の内部雰囲気を、図示しない吸引口を介して真空引きすることで、繊維シートＳを成形型１１に倣った形状に成形する。なお、繊維シートＳは、成形と同時、または成形後に、図示しない加熱装置により加熱されることで、繊維シートＳに含まれる樹脂が硬化される。なお、実施形態１では、吸引装置１４を適用したが、被覆部材１３により成形型１１に繊維シートＳを押し付ける装置であれば、いずれの装置であってもよい。

　次に、図１から図３を参照して、成形装置１０を用いた成形方法について説明する。この成形方法では、平板形状の繊維シートＳを、成形型１１に倣って成形することで、形状変化部Ｄを有する形状に賦形している。

　実施形態１の成形方法では、先ず、平板形状の繊維シートＳ上に、複数の支持部材１２を事前に配置する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、複数の支持部材１２を、粘着剤により繊維シートＳ上に粘着させることで、繊維シートＳと複数の支持部材１２とを一体とする。続いて、複数の支持部材１２が一体となった繊維シートＳを、成形型１１に対して配置する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、繊維シートＳの一方側に成形型１１が位置し、繊維シートＳの他方側に支持部材１２が位置する。そして、ステップＳ２では、形状変化部が形成される繊維シートＳの部位に、複数の支持部材１２が位置するように、成形型１１に対して繊維シートＳが配置される。

　この後、成形方法では、図１に示すように、繊維シートＳを覆うように被覆部材１３を配置する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、被覆部材１３と繊維シートＳとの間に、支持部材１２が位置する。そして、ステップＳ３では、被覆部材１３が設けられることで、被覆部材１３と成形型１１との間の空間が気密に封止される。次に、成形方法では、図２に示すように、成形型１１と被覆部材１３との間の雰囲気を吸引装置１４により吸引する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、気密に封止された被覆部材１３の内部雰囲気を真空引きすることで、大気圧により、繊維シートＳが成形型１１に倣って変形することで、被覆部材１３により成形型１１に繊維シートＳを押し付け、形状変化部Ｄを有する繊維シートＳに成形する。

　図４は、従来と実施形態１との成形を比較した説明図である。従来は、支持部材１２を繊維シートＳに設けない場合の成形方法である。ステップＳ４において、繊維シートＳが変形する場合、成形型１１の上面部１１ａに接する繊維シートＳの部位は変形せず、成形型１１の側面部１１ｂに対応する繊維シートＳの部位が、側面部１１ｂに近づくように折れ曲がって変形する。

　ここで、従来の場合、繊維シートＳの剛性が低いものとなっていることから、側面部１１ｂに対応する繊維シートＳの部位において、その先端側が基端側（上面部１１ａ側）よりも先に成形型１１に接触する。この状態で、大気圧により、側面部１１ｂに対応する繊維シートＳの部位が押圧されると、繊維シートＳの先端側の部位が成形型１１に接触することで拘束されることから、繊維シートＳが、基端側へ向かって成形型１１に接触することで、繊維シートＳの余剰部分が、成形型１１の屈曲部１１ｃに形成される。これにより、成形型１１の屈曲部１１ｃにおいて、繊維シートＳは、余剰部分がリンクルとして成形される。

　一方で、実施形態１の場合、側面部１１ｂに対応する繊維シートＳの部位が、支持部材１２によって支持されていることから、賦形中の繊維シートＳの剛性が保たれることで、繊維シートＳの基端側の部位から先端側の部位に向かって成形型１１に接触していく。これにより、繊維シートＳに対する余剰部分の形成が抑制されることで、リンクルの発生が抑制される。

　なお、実施形態１では、屈曲部１１ｃを有する段差部２１が形成された成形型１１を用いて、繊維シートＳに形状変化部Ｄを形成したが、この構成に限定されない。例えば、曲面が形成された成形型１１を用いて、繊維シートＳに形状変化部Ｄを形成してもよい。この場合、支持部材１２は、成形型１１によって繊維シートＳに発生するリンクルを抑制可能なように配置される。

　［実施形態２］
　次に、図５を参照して、実施形態２に係る成形装置３０について説明する。なお、実施形態２では、重複した記載を避けるべく、実施形態１と異なる部分について説明し、実施形態１と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図５は、実施形態２に係る成形装置の模式図である。

　実施形態２の成形装置３０は、支持部材１２が被覆部材１３に一体に設けられている。具体的に、支持部材１２は、接着剤を介して、被覆部材１３の繊維シートＳと対向する面に接着されることで、被覆部材１３と一体となっている。一方で、支持部材１２は、繊維シートＳと一体とはなっておらず、分離可能となっている。

　このため、実施形態２の成形装置３０を用いた成形方法では、実施形態１におけるステップＳ１において、被覆部材１３に対して、複数の支持部材１２を事前に配置する。続いて、ステップＳ２において、繊維シートＳを、成形型１１に対して配置した後、ステップＳ３において、複数の支持部材１２が一体となった被覆部材１３を、繊維シートＳを覆うように配置する。そして、ステップＳ４において、成形型１１と被覆部材１３との間の雰囲気を吸引装置１４により吸引する（ステップＳ４）。

　［実施形態３］
　次に、図６を参照して、実施形態３に係る成形装置４０について説明する。なお、実施形態３では、重複した記載を避けるべく、実施形態１及び２と異なる部分について説明し、実施形態１及び２と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図６は、実施形態３に係る成形装置の支持部材の配置に関する模式図である。

　実施形態３の成形装置４０は、図６に示すように、支持部材１２が、繊維シートＳの形状変化部Ｄに対して複数設けられる。具体的に、成形型１１には、上面部１１ａにも、実施形態１の側面部１１ｂに設けた段差部２１と同様の段差部４１が設けられている。支持部材１２は、繊維シートＳの上面部１１ａ及び一対の側面部１１ｂに対向する部位に対して複数設けられている。複数の支持部材１２は、奥行き方向に並べて設けられる。複数の支持部材１２は、奥行き方向の一方側（手前側）の上面部１１ａと、奥行き方向の他方側（奥側）の上面部１１ａと、両側の上面部１１ａの間の斜面部１１ｄとに対向するように設けられる。また、複数の支持部材１２は、実施形態１と同様に、奥行き方向の一方側（手前側）の側面部１１ｂと、奥行き方向の他方側（奥側）の側面部１１ｂと、両側の側面部１１ｂの間の斜面部１１ｄとに対向するように設けられる。

　なお、複数の支持部材１２は、それぞれ異なる材質を用いてもよく、例えば、金属材料及び複合材料を適用してもよい。また、複数の支持部材１２は、それぞれ異なる剛性としてもよく、例えば、複合材料を用いる場合には、繊維含有率を変化させることで剛性を変化させてもよい。

［実施形態４］
　次に、図７及び図８を参照して、実施形態４に係る成形装置５０について説明する。なお、実施形態４では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から３と異なる部分について説明し、実施形態１から３と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図７は、実施形態４に係る成形装置の支持部材の配置に関する模式図である。図８は、実施形態４に係る成形装置の模式図である。

　実施形態４の成形装置５０は、複数の支持部材１２が、相互に異なる厚さとなっている。具体的に、図７に示すように、実施形態１における側面部１１ｂに対応する複数の支持部材１２は、奥行き方向の一方側（手前側）の側面部１１ｂに対向する支持部材１２と、奥行き方向の他方側（奥側）の側面部１１ｂに対向する支持部材１２とが薄くなっている。一方で、複数の支持部材１２は、両側の側面部１１ｂの間の斜面部１１ｄに対向する支持部材１２が厚くなっている。

　複数の支持部材１２のうち、厚さが厚い支持部材１２は、成形型１１に対して早い時期に接触させる繊維シートＳの部位に設けられ、厚さが薄い支持部材１２は、成形型１１に対して、厚い支持部材１２よりも遅い時期に接触させる繊維シートＳの部位に設けられる。このため、実施形態４の成形装置５０を用いた成形方法では、実施形態１のステップＳ４において、成形型１１と被覆部材１３との間の雰囲気を吸引装置１４により吸引すると、厚い支持部材１２に対応する繊維シートＳの部位が先に成形型１１に接触し、この後、薄い支持部材１２に対応する繊維シートＳの部位が後に成形型１１に接触する。

［実施形態５］
　次に、図９を参照して、実施形態５に係る成形装置６０について説明する。なお、実施形態５では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から４と異なる部分について説明し、実施形態１から４と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図９は、実施形態５に係る成形装置の模式図である。

　実施形態５の成形装置６０は、支持部材１２の厚さが変化している。具体的に、図９に示すように、単体の支持部材１２は、幅方向における上面部１１ａ側の部位の厚さが厚く、幅方向の先端側へ向かうにつれて厚さが薄くなっていく。

　支持部材１２の厚さが厚い部位は、成形型１１に対して早い時期に接触させる繊維シートＳの部位に位置している。また、支持部材１２の厚さが薄い部位は、成形型１１に対して、厚い部位よりも遅い時期に接触させる繊維シートＳの部位に位置している。

　このため、実施形態５の成形装置６０を用いた成形方法では、実施形態１のステップＳ４において、成形型１１と被覆部材１３との間の雰囲気を吸引装置１４により吸引すると、支持部材１２の厚い部位に対応する繊維シートＳの部位が先に成形型１１に接触し、この後、支持部材１２の薄い部位に対応する繊維シートＳの部位が後に成形型１１に接触する。

［実施形態６］
　次に、図１０を参照して、実施形態６に係る成形装置７０について説明する。なお、実施形態６では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から５と異なる部分について説明し、実施形態１から５と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１０は、実施形態６に係る成形装置の模式図である。

　実施形態６の成形装置７０は、被覆部材１３の厚さが変化している。具体的に、図１０に示すように、被覆部材１３は、支持部材１２と対向する部位の厚さが変化している。具体的に、被覆部材１３は、支持部材１２に対して、幅方向における上面部１１ａ側の部位の厚さが厚く、幅方向の先端側へ向かうにつれて厚さが薄くなっていく。

　被覆部材１３の厚さが厚い部位は、成形型１１に対して早い時期に接触させる繊維シートＳの部位に位置している。また、被覆部材１３の厚さが薄い部位は、成形型１１に対して、厚い部位よりも遅い時期に接触させる繊維シートＳの部位に位置している。

　このため、実施形態６の成形装置７０を用いた成形方法では、実施形態１のステップＳ４において、成形型１１と被覆部材１３との間の雰囲気を吸引装置１４により吸引すると、被覆部材１３の厚い部位に対応する繊維シートＳの部位が先に成形型１１に接触し、この後、被覆部材１３の薄い部位に対応する繊維シートＳの部位が後に成形型１１に接触する。

　なお、実施形態６の被覆部材１３では、図１０に示すように、幅方向における厚さを変化させたものとなっているが、奥行き方向における厚さを変化させてもよく、特に限定されない。

［実施形態７］
　次に、図１１を参照して、実施形態７に係る成形装置８０について説明する。なお、実施形態７では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から６と異なる部分について説明し、実施形態１から６と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１１は、実施形態７に係る成形装置の模式図である。

　実施形態７の成形装置８０は、支持部材１２が、被覆部材１３の外側に一体に設けられる。具体的に、支持部材１２は、接着剤を介して、被覆部材１３の繊維シートＳと対向する面（内面）とは反対側の面（外面）に接着されることで、被覆部材１３と一体となっている。

　このため、実施形態７の成形装置８０を用いた成形方法では、実施形態１におけるステップＳ１において、被覆部材１３の外面に対して、複数の支持部材１２を事前に配置する。続いて、ステップＳ２において、繊維シートＳを、成形型１１に対して配置した後、ステップＳ３において、複数の支持部材１２が一体となった被覆部材１３を、繊維シートＳを覆うように配置する。そして、ステップＳ４において、成形型１１と被覆部材１３との間の雰囲気を吸引装置１４により吸引する（ステップＳ４）。ここで、ステップＳ４において、被覆部材１３は、複数の支持部材１２に支持された状態となっている。このため、被覆部材１３は、幅方向において、繊維シートＳの基端側（上面部１１ａ側）から先端側に向かって接触していく。これにより、繊維シートＳは、基端側（上面部１１ａ側）の部位から先端側の部位に向かって、成形型１１に接触していく。これにより、繊維シートＳに対する余剰部分の形成が抑制されることで、リンクルの発生が抑制される。

［実施形態８］
　次に、図１２を参照して、実施形態８に係る成形装置９０について説明する。なお、実施形態８では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から７と異なる部分について説明し、実施形態１から７と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１２は、実施形態８に係る成形装置の模式図である。

　実施形態８の成形装置９０は、支持部材１２が、被覆部材１３の内部に一体に設けられる。具体的に、支持部材１２は、被覆部材１３の内部に包含するように、予め一体成型されている。なお、支持部材１２は、被覆部材１３と同じ材料であってもよい。

　このため、実施形態８の成形装置９０を用いた成形方法では、実施形態１におけるステップＳ１において、複数の支持部材１２が一体となった被覆部材１３を事前に用意する。続いて、ステップＳ２において、繊維シートＳを、成形型１１に対して配置した後、ステップＳ３において、複数の支持部材１２が一体となった被覆部材１３を、繊維シートＳを覆うように配置する。そして、ステップＳ４において、成形型１１と被覆部材１３との間の雰囲気を吸引装置１４により吸引する（ステップＳ４）。ここで、ステップＳ４において、被覆部材１３は、複数の支持部材１２に支持された状態となっている。このため、被覆部材１３は、幅方向において、繊維シートＳの基端側（上面部１１ａ側）から先端側に向かって接触していく。これにより、繊維シートＳは、基端側（上面部１１ａ側）の部位から先端側の部位に向かって、成形型１１に接触していく。これにより、繊維シートＳに対する余剰部分の形成が抑制されることで、リンクルの発生が抑制される。

［実施形態９］
　次に、図１３を参照して、実施形態９に係る成形方法について説明する。なお、実施形態９では、重複した記載を避けるべく、実施形態１から８と異なる部分について説明し、実施形態１から８と同様の構成である部分については、同じ符号を付して説明する。図１３は、実施形態９に係る成形方法の説明図である。

　実施形態９の成形方法は、実施形態１のステップＳ１において、繊維シートＳと支持部材１２との間に、粘着剤に代えて、接着剤を配置している。なお、繊維シートＳが自己接着性を有する場合は接着剤を配置しなくてもよい。つまり、実施形態９の成形方法は、繊維シートＳの成形後において、繊維シートＳと支持部材１２とが接着剤等によって接合することにより一体となる成形方法となっている。また、実施形態９の成形方法では、成形後の繊維シートＳに接着された支持部材１２に対して加工を行うステップを実行している。

　図１３に示すように、一例として、繊維シートＳに接着された支持部材１２には、他の部材１００が接合される。具体的に、硬化後の繊維シートＳがスパーであり、他の部材がスキン１００である。この場合、支持部材１２は、スパーとスキンとの隙間を調整するシムとして機能する。実施形態９の成形方法では、繊維シートＳの成形後において、スパーとスキンとの隙間に対して相補的な形状となるように、支持部材１２を加工する。

　以上のように、本実施形態に記載の成形装置１０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０及び成形方法は、例えば、以下のように把握される。

　第１の態様に係る成形装置１０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０は、繊維シートＳを、形状変化部Ｄを有する形状に賦形する成形装置１０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０であって、前記繊維シートＳの一方側に設けられ、前記繊維シートＳを成形する型材となる成形型１１と、前記繊維シートＳの他方側に設けられると共に、前記形状変化部Ｄが形成される部位に設けられ、前記繊維シートＳよりも剛性の高い支持部材１２と、前記繊維シートＳを覆う被覆部材１３と、前記被覆部材１３により前記成形型に前記繊維シートＳを押し付ける押付装置と、を備える。

　第２の態様として、前記押付装置は、前記成形型１１と前記被覆部材１３との間の雰囲気を吸引する吸引装置１４である。

　これらの構成によれば、支持部材１２によって、繊維シートＳに余剰部分を形成することなく、形状変化部Ｄを成形することができるため、形状変化部Ｄを有する繊維シートＳを好適に賦形することができる。

　第３の態様として、前記支持部材１２は、前記繊維シートＳと前記被覆部材１３との間に設けられる。

　この構成によれば、支持部材１２を繊維シートＳに接触させて、繊維シートＳの形状を変化させることができる。

　第４の態様として、前記支持部材１２は、前記繊維シートＳに一体に設けられる。

　この構成によれば、支持部材１２により繊維シートＳの形状を支持することができるため、支持部材１２が設けられる繊維シートＳの部位を、成形型１１に倣って適切に成形することができる。

　第５の態様として、前記支持部材１２は、前記被覆部材１３に一体に設けられる。

　この構成によれば、支持部材１２により被覆部材１３の形状を支持することで、被覆部材１３を、繊維シートＳに対して余剰部分が形成され難いように接触させることができる。また、支持部材１２を被覆部材１３と一体に取り扱うことができることから、繊維シートＳに対して支持部材１２の位置を調整する必要がないため、作業効率を向上させることができる。

　第６の態様として、前記支持部材１２は、前記形状変化部Ｄに対して複数設けられる。

　この構成によれば、賦形時において、複数の支持部材１２を、繊維シートＳの形状変化部Ｄの形状に沿わせることができるため、繊維シートＳを好適に賦形することができる。

　第７の態様として、複数の前記支持部材１２は、相互に異なる厚さとなっており、前記成形型１１に対して早い時期に接触させる前記繊維シートＳの部位に対応する前記支持部材１２の厚さを厚くし、前記成形型１１に対して遅い時期に接触させる前記繊維シートＳの部位に対応する前記支持部材１２の厚さを薄くする。

　この構成によれば、成形型１１に対して繊維シートＳを接触させるタイミングを調整することができるため、形状変化部Ｄを有する繊維シートＳを、より好適に賦形することができる。

　第８の態様として、前記支持部材１２は、厚さが変化しており、前記成形型１１に対して早い時期に接触させる前記繊維シートＳの部位に対応する前記支持部材１２の部位の厚さを厚くし、前記成形型１１に対して遅い時期に接触させる前記繊維シートＳの部位に対応する前記支持部材１２の部位の厚さを薄くする。

　第９の態様として、前記被覆部材１３は、厚さが変化しており、前記成形型１１に対して早い時期に接触させる前記繊維シートＳの部位に対応する前記被覆部材１３の部位の厚さを厚くし、前記成形型１１に対して遅い時期に接触させる前記繊維シートＳの部位に対応する前記被覆部材１３の部位の厚さを薄くする。

　第１０の態様として、前記支持部材１２は、前記被覆部材１３の内部に一体に設けられる。

　第１１の態様として、前記支持部材１２は、前記被覆部材１３の外側に一体に設けられる。

　第１２の態様に係る成形方法は、上記の成形装置１０を用いて、前記繊維シートＳを、前記形状変化部Ｄを有する形状に賦形する成形方法であって、前記成形型１１に対して、前記繊維シートＳを配置するステップＳ２と、前記繊維シートＳを配置するステップＳ２に前後して、前記繊維シートＳを挟んで前記成形型１１の反対側に、前記形状変化部Ｄが形成される部位に対応して、前記支持部材１２を配置するステップＳ１と、前記繊維シートＳを覆うように前記被覆部材１３を配置するステップＳ３と、前記成形型１１と前記被覆部材１３との間の雰囲気を吸引するステップＳ４と、を備える。

　この構成によれば、支持部材１２によって、繊維シートＳに余剰部分を形成することなく、形状変化部Ｄを成形することができるため、形状変化部Ｄを有する繊維シートＳを好適に賦形することができる。

　第１３の態様として、前記支持部材を配置するステップＳ１では、前記繊維シートＳと前記支持部材１２とが接合されるように配置しており、成形後の前記繊維シートＳに接合された前記支持部材１２に対して加工を行うステップを、さらに備える。

　この構成によれば、支持部材１２を加工することで、支持部材１２を、例えば、シム等の部材として機能させることが可能となる。このため、繊維シートＳに接合された支持部材１２を有効に活用することができる。

　１０　成形装置
　１１　成形型
　１１ａ　上面部
　１１ｂ　側面部
　１１ｃ　屈曲部
　１１ｄ　斜面部
　１２　支持部材
　１３　被覆部材
　１４　吸引装置
　１７　基台
　２１　段差部
　２３　シール材
　３０　成形装置（実施形態２）
　４０　成形装置（実施形態３）
　４１　段差部
　５０　成形装置（実施形態４）
　６０　成形装置（実施形態５）
　７０　成形装置（実施形態６）
　８０　成形装置（実施形態７）
　９０　成形装置（実施形態８）
　Ｓ　繊維シート
　Ｄ　形状変化部

Claims

　繊維シートを、形状変化部を有する形状に賦形する成形装置であって、
　前記繊維シートの一方側に設けられ、前記繊維シートを成形する型材となる成形型と、
　前記繊維シートの他方側に設けられると共に、前記形状変化部が形成される部位に設けられ、前記繊維シートよりも剛性の高い支持部材と、
　前記繊維シートを覆う被覆部材と、
　前記被覆部材により前記成形型に前記繊維シートを押し付ける押付装置と、を備える成形装置。
　前記押付装置は、前記成形型と前記被覆部材との間の雰囲気を吸引する吸引装置である請求項１に記載の成形装置。
　前記支持部材は、前記繊維シートと前記被覆部材との間に設けられる請求項１に記載の成形装置。
　前記支持部材は、前記繊維シートに一体に設けられる請求項３に記載の成形装置。
　前記支持部材は、前記被覆部材に一体に設けられる請求項３に記載の成形装置。
　前記支持部材は、前記形状変化部に対して複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
　複数の前記支持部材は、相互に異なる厚さとなっており、前記成形型に対して早い時期に接触させる前記繊維シートの部位に対応する前記支持部材の厚さを厚くし、前記成形型に対して遅い時期に接触させる前記繊維シートの部位に対応する前記支持部材の厚さを薄くする請求項６に記載の成形装置。
　前記支持部材は、厚さが変化しており、前記成形型に対して早い時期に接触させる前記繊維シートの部位に対応する前記支持部材の部位の厚さを厚くし、前記成形型に対して遅い時期に接触させる前記繊維シートの部位に対応する前記支持部材の部位の厚さを薄くする請求項３に記載の成形装置。
　前記被覆部材は、厚さが変化しており、前記成形型に対して早い時期に接触させる前記繊維シートの部位に対応する前記被覆部材の部位の厚さを厚くし、前記成形型に対して遅い時期に接触させる前記繊維シートの部位に対応する前記被覆部材の部位の厚さを薄くする請求項３に記載の成形装置。
　前記支持部材は、前記被覆部材の内部に一体に設けられる請求項３に記載の成形装置。
　前記支持部材は、前記被覆部材の外側に一体に設けられる請求項３に記載の成形装置。
　請求項１に記載の成形装置を用いて、前記繊維シートを、前記形状変化部を有する形状に賦形する成形方法であって、
　前記成形型に対して、前記繊維シートを配置するステップと、
　前記繊維シートを配置するステップに前後して、前記繊維シートを挟んで前記成形型の反対側に、前記形状変化部が形成される部位に対応して、前記支持部材を配置するステップと、
　前記繊維シートを覆うように前記被覆部材を配置するステップと、
　前記被覆部材により前記成形型に前記繊維シートを押し付けるステップと、を備える成形方法。
　前記支持部材を配置するステップでは、前記繊維シートと前記支持部材とが接合されるように配置しており、
　成形後の前記繊維シートに接合された前記支持部材に対して加工を行うステップを、さらに備える請求項１２に記載の成形方法。