(57)【要約】【課題】導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体を全体に亘って均一に加熱できる誘導加熱装置を提供する。【解決手段】導電性繊維シートＷ１及び熱可塑性樹脂Ｗ２を有するシート構造体Ｗの上下に中心部に磁路を設けた平板状コイル３、４を設置してシート構造体Ｗを加熱し、平板状コイル３、４の外周磁路が通る磁性金属容器５、６の左右端面に外周コイル９、１０を設けて、その外周コイル９、１０による磁路がシート構造体Ｗの両端部を通るように構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体を搬送しつつ当該シート構造体の導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させる搬送処理タイプのものであって、
前記シート構造体が搬送される搬送通路と、
前記搬送通路の上側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記搬送通路の下側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、
前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記搬送通路に搬送されるシート構造体の左右両端部を通るように構成したことを特徴とする導電性繊維強化樹脂加熱加工装置。
【請求項２】
導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体毎に当該シート構造体の導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるバッチ処理タイプのものであって、
前記シート構造体の上側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記シート構造体の下側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記シート構造体の外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記シート構造体の外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、
前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記シート構造体の端部を通るように構成したことを特徴とする導電性繊維強化樹脂加熱加工装置。
【請求項３】
導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるものであって、
前記シート構造体の上側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記シート構造体の下側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、
前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第１の平板状コイルと同心状に巻回された第１の外周コイルと、
前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第２の平板状コイルと同心状に巻回された第２の外周コイルとを備え、
前記第１及び第２の外周コイルにより発生した磁束が前記シート構造体の端部を通るように構成したことを特徴とする導電性繊維強化樹脂加熱加工装置。
【請求項４】
導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体において、前記導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるものであって、
前記シート構造体の上側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、
前記シート構造体の下側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、
前記第１の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、
前記第２の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、
前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器と、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器とにおける前記シート構造体の外側の面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材と、
前記鉄心部材に巻回された外周コイルとを備え、
前記鉄心部材によって前記外周コイルにより発生した磁束が前記シート構造体の端部を通るように構成したことを特徴とする導電性繊維強化樹脂加熱加工装置。
【請求項５】
前記第１の平板状コイル及び前記シート構造体の間に設けられて、前記シート構造体からの熱を断熱する第１の断熱部材と、
前記第２の平板状コイル及び前記シート構造体の間に設けられて、前記シート構造体からの熱を断熱する第２の断熱部材とを備え、
前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記シート構造体を上下から保持又は押圧する請求項２乃至４の何れかに記載の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置。
【請求項６】
前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記シート構造体の全周を覆うことにより保持又は押圧する請求項５記載の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置。
【請求項７】
前記導電性繊維シートが炭素繊維シートである請求項１乃至６の何れかに記載の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置。
【請求項８】
前記シート構造体が、前記炭素繊維シート及び熱可塑性樹脂シートを交互に積層して構成されている請求項７記載の導電性繊維強化樹脂用加熱加工装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置と、
前記導電性繊維強化樹脂加熱加工装置により加熱されたシート構造体の両面から圧力を加えて前記熱可塑性樹脂を前記導電性繊維シートに含侵させるプレス装置とを有する導電性繊維強化樹脂加工システム。
【請求項１０】
請求項１乃至８の何れかに記載の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置と、
前記導電性繊維強化樹脂加熱加工装置により加熱されたシート構造体の両面から圧力を加えて前記熱可塑性樹脂を前記導電性繊維シートに含侵させるプレス装置と、
前記プレス装置により熱可塑性樹脂が含侵されたシート構造体をプレス金型により成型する成型装置とを備える導電性繊維強化樹脂成型システム。
【請求項１１】
請求項１乃至８の何れかに記載の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置と、
前記導電性繊維強化樹脂加工装置により加熱されたシート構造体をプレス金型により成型する成型装置とを備える導電性繊維強化樹脂成型システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば炭素繊維及び熱可塑性樹脂の複合材（ＣＦＲＰ）を製造するための加熱加工装置及び当該加熱加工装置を用いたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維と樹脂との複合材（ＣＦＲＰ）は、高い強度及び軽量という特徴によって、例えば航空機のボディー材料として用いられているが、近年では、航空機のボディー材料以外の用途、例えば自動車用部品として採用すべく開発が進められている。
【０００３】
ここで、航空機のボディー材料に用いられるＣＦＲＰは、炭素繊維シートと熱硬化性樹脂とから形成されており、熱硬化性樹脂の硬化時間は、数時間と非常に長い。
【０００４】
一方で、自動車用部品等に用いられるＣＦＲＰとして、上記の航空機のボディー材料に用いられるＣＦＲＰを用いた場合には、硬化（成型）時間が非常に長いことが製造上のネックとなり、熱可塑性樹脂を用いたＣＦＲＰの採用が検討されている。
【０００５】
しかしながら、熱可塑性樹脂は、粘度が非常に高く、炭素繊維シートに含侵させることが困難であり、炭素繊維シートの平面方向において均一に熱可塑性樹脂を含侵させることが難しい。ここで、炭素繊維シートの少なくとも一方の面に均一に熱可塑性樹脂を配置した後に、その熱可塑性樹脂を加熱して炭素繊維シートに熱可塑性樹脂を含侵させることが考えられる。
【０００６】
そして、炭素繊維シートに熱可塑性樹脂を含侵させるべく、当該熱可塑性樹脂を加熱する方法としては、特許文献１に示すように、ソレノイドコイル方式又はトランスバースコイル方式の誘導加熱装置によって誘導加熱するものが考えられている。
【０００７】
ところが、従来の誘導加熱装置を用いて炭素繊維シートを搬送して加熱するものでは、その搬送方向に直交する方向（幅方向）の両端部は温度上昇が抑えられて低温となってしまい、熱可塑性樹脂の溶融が不十分となり、その後の含侵を十分に行うことができないという問題がある。
【０００８】
また、ＣＦＲＰを部品として成型する場合には、ＣＦＲＰを加熱することにより熱可塑性樹脂を軟化させてプレス金型等で成型する必要があるが、例えば特許文献２に示すように、誘導加熱装置を用いてＣＦＲＰを外部から加熱しても、ＣＦＲＰの内部に熱が届きにくく軟化せずに成型がうまくいないという問題がある。特に、誘導加熱装置を用いてＣＦＲＰを加熱する場合には、ＣＦＲＰの端部での温度上昇が不十分となり、成型に不具合が出てしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−２５４４３７号公報
【特許文献２】特開２００５−２３８７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体を全体に亘って均一に加熱することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち本発明に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置は、導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体を搬送しつつ当該シート構造体の導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させる搬送処理タイプのものであって、前記シート構造体が搬送される搬送通路と、前記搬送通路の上側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記搬送通路の下側に配置されて、中心部に前記搬送通路に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記搬送通路の左右外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記搬送通路に搬送されるシート構造体の左右両端部を通るように構成したことを特徴とする。なお、シート構造体の左右両端部とは、シート構造体の幅方向の両端部である。
【００１２】
このようなものであれば、第１及び第２の平板状コイルで発生した磁束は、コイルの中心磁路から外周磁路を通って循環することになり、第１及び第２の平板状コイルの間にあるシート構造体の導電性繊維シートに誘導電流が誘起されて導電性繊維シートが加熱される。特に、第１及び第２の外周磁路部材が、搬送通路の左右外側に外周磁路を延長するとともに、第１及び第２の外周磁路部材が互いに接続されているので、導電性繊維シートの左右端部を中央部と同様に加熱させることができるだけでなく、外周磁路の磁気抵抗を小さくすることができる。これにより、シート構造体の導電性繊維シートを幅方向に亘って均一に加熱することができるため、当該導電性繊維シートを介して熱可塑性樹脂が万遍なく軟化又は溶融される。したがって、導電性繊維シートに均一に熱可塑性樹脂を含侵させることができるようになり、又は、導電性繊維強化樹脂を用いた成型品の成型を容易にすることができる。なお、第１及び第２の外周磁路部材の寸法を調整することによって、搬送通路の左右方向寸法を適宜設定することができる。
【００１３】
また本発明に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置は、導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体毎に当該シート構造体の導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるバッチ処理タイプのものであって、前記シート構造体の上側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記シート構造体の下側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に配置され、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束を前記シート構造体の外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に配置され、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束を前記シート構造体の外側に導く外周磁路を形成するとともに、前記第１の外周磁路部材と接続される第２の外周磁路部材とを備え、前記第１の外周磁路部材及び前記第２の外周磁路部材によって、前記第１及び第２の平板状コイルにより発生した磁束が前記シート構造体の端部を通るように構成したことを特徴とする。
【００１４】
このようなものであれば、第１及び第２の平板状コイルで発生した磁束は、コイルの中心磁路から外周磁路を通って循環することになり、第１及び第２の平板状コイルの間にあるシート構造体の導電性繊維シートに誘導電流が誘起されて導電性繊維シートが加熱される。特に、第１及び第２の外周磁路部材が、シート構造体の外側に外周磁路を延長するとともに、第１及び第２の外周磁路部材が互いに接続されているので、導電性繊維シートの端部を中央部と同様に加熱させることができるだけでなく、外周磁路の磁気抵抗を小さくすることができる。これにより、シート構造体の導電性繊維シートを例えば幅方向に亘って均一に加熱することができるため、当該導電性繊維シートを介して熱可塑性樹脂が万遍なく軟化又は溶融される。したがって、導電性繊維シートに均一に熱可塑性樹脂を含侵させることができるようになり、又は、導電性繊維強化樹脂を用いた成型品の成型を容易にすることができる。なお、第１及び第２の外周磁路部材の寸法を調整することによって、搬送通路の左右方向寸法を適宜設定することができる。
【００１５】
さらに本発明に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置は、導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体において、前記導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるものであって、前記シート構造体の上側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記シート構造体の下側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に配置されて、当該第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第１の平板状コイルと同心状に巻回された第１の外周コイルと、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器の周囲に、前記第２の平板状コイルと同心状に巻回された第２の外周コイルとを備え、前記第１及び第２の外周コイルにより発生した磁束が前記シート構造体の端部を通るように構成したことを特徴とする。
【００１６】
このようなものであれば、第１及び第２の平板状コイルによってシート構造体の導電性繊維シートの中央部を加熱することができる。また、第１及び第２の外周磁路部材又は磁性金属容器の周囲に第１及び第２の外周コイルを設けているので、この第１及び第２の外周コイルにより発生する磁束によって導電性繊維シートの端部を加熱することができる。これにより、シート構造体の導電性繊維シートを幅方向に亘って均一に加熱することができるため、当該導電性繊維シートを介して熱可塑性樹脂が軟化又は溶融される。したがって、導電性繊維シートに均一に熱可塑性樹脂を含侵させることができるようになり、又は、導電性繊維強化樹脂を用いた成型品の成型を容易にすることができる。さらに、第１及び第２の平板状コイルの通電量と第１及び第２の外周コイルの通電量とを調節することによって、導電性繊維シートの幅方向の温度分布を制御することも可能となる。
【００１７】
上記の誘導加熱装置において、導電性繊維シートの温度分布をより一層均一化するためには、前記第１の平板状コイル及び前記第２の平板状コイルが、複数の平板状要素コイルに分割されており、それら複数の平板状要素コイルが、左右にずれて配置されていることが望ましい。特に、前記第１の平板状コイル及び前記第２の平板状コイルが、同一構成及び同一形状をなす２つの平板状要素コイルに分割されており、一方の平板状要素コイルの中心軸が、他方の平板状要素コイルの巻回コイルの巻回径を２分割する位置となるように配置されていることが望ましい。
【００１８】
また本発明に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置は、導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体において、前記導電性繊維シートを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で誘導加熱して、前記熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるものであって、前記シート構造体の上側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイルと、前記シート構造体の下側に配置されて、中心部に前記シート構造体に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイルと、前記第１の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第１の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第１の外周磁路部材と、前記第２の平板状コイルの周囲に設けられて、前記第２の平板状コイルにより発生した磁束が通る外周磁路を形成する第２の外周磁路部材と、前記第１の外周磁路部材又は前記第１の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器と、前記第２の外周磁路部材又は前記第２の外周磁路部材の周囲に配置される磁性金属容器とにおける前記シート構造体の外側の面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材と、前記鉄心部材に巻回された外周コイルとを備え、前記鉄心部材によって前記外周コイルにより発生した磁束が前記シート構造体の端部を通るように構成したことを特徴とする。
【００１９】
このようなものであれば、第１及び第２の平板状コイルによってシート構造体の導電性繊維シートの中央部を加熱することができる。また、第１及び第２の外周磁路部材又は磁性金属容器に接触して鉄心部材を設け、この鉄心部材に外周コイルを巻回しているので、外周コイルにより発生する磁束を第１及び第２の外周磁路部材又は磁性金属容器と導電性繊維シートの端部とに通過させることができ、シート構造体の端部を加熱することができる。これにより、シート構造体の導電性繊維シートを幅方向に亘って均一に加熱することができるため、当該導電性繊維シートを介して熱可塑性樹脂が軟化又は溶融される。したがって、導電性繊維シートに均一に熱可塑性樹脂を含侵させることができるようになり、又は、導電性繊維強化樹脂を用いた成型品の成型を容易にすることができる。さらに、第１及び第２の平板状コイルの通電量と外周コイルの通電量とを調節することによって、導電性繊維シートの例えば幅方向の温度分布を制御することも可能となる。
【００２０】
加熱された導電性繊維シートと第１及び第２の平板状コイルとを断熱するとともに、当該断熱構造を活かしてシート構造体を保持又は押圧するためには、前記第１の平板状コイル及び前記シート構造体の間に設けられて、前記シート構造体からの熱を断熱する第１の断熱部材と、前記第２の平板状コイル及び前記シート構造体の間に設けられて、前記シート構造体からの熱を断熱する第２の断熱部材とを備え、前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記シート構造体を上下から保持又は押圧することが望ましい。これならば、断熱部材の他に別途シート構造体を保持するための保持機構を不要にして装置構成を簡略化することができる。また、押圧する構成とすることで、加熱されて溶融した熱可塑性樹脂を導電性繊維シートに含侵させることもできる。ここで、断熱及び保持又は押圧を確実に行うためには、前記第１の断熱部材及び前記第２の断熱部材が、前記シート構造体の全周を覆うことにより保持することが望ましい。
【００２１】
前記導電性繊維シートが炭素繊維シートであることが望ましい。また、このとき、前記シート構造体が、前記炭素繊維シート及び熱可塑性樹脂シートを交互に積層して構成されていることが望ましい。これならば、炭素繊維シートの表面上に加熱可塑性樹脂を均一に配置することができるとともに、その取り扱いも容易となる。
【００２２】
また本発明に係る導電性繊維強化樹脂加工システムは、上記の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置と、前記導電性繊維強化樹脂加熱加工装置により加熱されたシート構造体の両面から圧力を加えて前記熱可塑性樹脂を前記導電性繊維シートに含侵させるプレス装置とを有する。これならば、導電性繊維シートの全面で均一に加熱された熱可塑性樹脂を均一に導電性繊維シートに含侵させることができる。
【００２３】
さらに本発明に係る導電性繊維強化樹脂成型システムは、上記の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置と、前記導電性繊維強化樹脂加熱加工装置により加熱されたシート構造体の両面から圧力を加えて前記熱可塑性樹脂を前記導電性繊維シートに含侵させるプレス装置と、前記プレス装置により熱可塑性樹脂が含侵されたシート構造体をプレス金型により成型する成型装置とを備える。
【００２４】
その上本発明に係る導電性繊維強化樹脂成型システムは、シート構造体が、導電性繊維シートに熱可塑性樹脂が含侵されたもの（例えばプリプレグ）である場合には、上記の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置と、前記導電性繊維強化樹脂加工装置により加熱されたシート構造体をプレス金型により成型する成型装置とを備える。
【発明の効果】
【００２５】
このように構成した本発明によれば、導電性繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体を全体に亘って均一に加熱することができる。これにより、導電性繊維シートに均一に熱可塑性樹脂を含侵させることができるようになり、又は、導電性繊維強化樹脂を用いた成型品の成型を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】シート構造体を示す模式図。
【図２】カーボンファイバーの誘導発熱特性を示す図。
【図３】本実施形態に係る導電性繊維強化樹脂成型システムを示す模式図。
【図４】同実施形態に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置の搬送方向に直交する断面を示す断面図。
【図５】第２実施形態に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置の搬送方向に直交する断面を示す断面図。
【図６】第３実施形態に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置の搬送方向に直交する断面を示す断面図。
【図７】第３実施形態に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置の搬送方向に沿った断面を示す断面図。
【図８】変形実施形態に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置の平板状コイルを示す平面図。
【図９】変形実施形態に係る誘導加熱装置の平板状コイルを示す平面図。
【図１０】変形実施形態に係る誘導加熱装置の平板状コイルを示す平面図。
【図１１】変形実施形態に係る誘導加熱装置の平板状コイルを示す平面図。
【図１２】変形実施形態の誘導加熱装置の構成並びに各平板状要素コイルの３点の発熱量及びシート構造体の各点の合計発熱量を示す模式図。
【図１３】変形実施形態に係るバッチ処理タイプの誘導加熱装置の縦断面図。
【図１４】変形実施形態に係るバッチ処理タイプの誘導加熱装置の縦断面図。
【図１５】変形実施形態に係るバッチ処理タイプの誘導加熱装置の横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置を用いた導電性繊維強化樹脂成型システムの一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る導電性繊維強化樹脂成型システム１は、導電性繊維シートである炭素繊維シート及び熱可塑性樹脂を有するシート構造体Ｗを周波数５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波で連続的に誘導加熱して炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を製造するとともに、これにより製造された炭素繊維樹脂を成型して所望の成型品を製造するものである。
【００２９】
シート構造体Ｗとしては、図１に示すように、炭素繊維束をシート状に加工して形成された炭素繊維シートＷ１と、熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂シートＷ２とを交互に積層した多層のものである。なお、図１においては、最上層及び最下層が炭素繊維シートＷ１であるが、熱可塑性樹脂シートＷ２であっても構わない。
【００３０】
ここで、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの高周波では電流浸透深さが数ミクロンと浅く、ＣＦＲＰの基材となる数百ミクロン〜数ミリのカーボンファイバークロス（炭素繊維織物）の誘導加熱には電流浸透深さが数ミリとなる５０Ｈｚ〜１０００Ｈｚの中周波が適している。図２に示す特性グラフは、２００Ｈｚ〜８００Ｈｚの場合のカーボンファイバーの誘導加熱特性を示すものである。この図２から分かるように、発熱効率及び負荷力率は、周波数が上昇するに連れて徐々に飽和する傾向である。この図２から１０００Ｈｚを超えたあたりで飽和すると推定され、電流浸透深さを考慮するとＣＦＲＰの基材となるカーボンファイバークロスの誘導加熱には、４００Ｈｚ〜１０００Ｈｚが最適周波数であると判断できる。この中周波の生成は、変圧器の結線によって簡単にできるため、インバータを要する高周波に比べて大幅な低コストの電源とすることができる。
【００３１】
具体的に導電性繊維強化樹脂成型システム１は、図３に示すように、シート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１を加熱して熱可塑性樹脂Ｗ２を軟化又は溶融させる導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００と、当該導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００により加熱されたシート構造体Ｗの両面から圧力を加えて熱可塑性樹脂Ｗ２を炭素繊維シートＷ１に含侵させるプレス装置２００と、当該プレス装置２００により熱可塑性樹脂Ｗ２が含侵されたシート構造体Ｗ（プリプレグともいう。）をプレス金型Ｋ１、Ｋ２により成型する成型装置３００とを備えている。なお、プレス装置２００は、ロールプレスであり、例えば上ローラＲ１及び下ローラＲ２を有し、それらローラＲ１、Ｒ２の間にシート構造体Ｗを通すことによって、シート構造体Ｗがプレスされて熱可塑性樹脂Ｗ２が炭素繊維シートＷ１内に含侵される。また、プレス装置２００の上ローラＲ１及び下ローラＲ２は、熱可塑性樹脂Ｗ２を炭素繊維シートＷ１に含侵させるために、常温又は熱可塑性樹脂の融点よりも低く温度設定されている。なお、プレス装置２００は、ロールプレスの他、ベルトプレスであっても良い。また、成型装置３００は、上金型Ｋ１及び下金型Ｋ２を有し、それら金型Ｋ１、Ｋ２の間に前記プリプレグＷを配置するとともに、上金型Ｋ１及び下金型Ｋ２によりプリプレグＷがプレスされることによって成型される。なお、成型装置３００による成型に当たって別途導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００によりプリプレグＷ内の熱可塑性樹脂を軟化、溶融させても良い。また、プリプレグを、加圧ローラや加圧ベルト等で加圧して含侵させて形成すると、炭素繊維シートＷ１から熱可塑性樹脂Ｗ２が染み出て加圧ローラや加圧ベルトに付着して取れなくなってしまうという問題がある。ここで、以下に示す導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００を用いた誘導加熱において、シート構造体Ｗの両端部を平面方向に引っ張ることで、溶融した熱可塑性樹脂Ｗ２を炭素繊維シートＷ１に含侵させることも考えられる。
【００３２】
しかして本実施形態の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００は、図４に示すように、シート構造体Ｗが搬送される搬送通路２と、この搬送通路２の上側に配置されて、中心部に搬送通路２に直交する磁路が設けられた第１の平板状コイル３と、搬送通路２の下側に配置されて、中心部に搬送通路２に直交する磁路が設けられた第２の平板状コイル４と、第１の平板状コイル３の周囲に配置され、第１の平板状コイル３により発生した磁束を搬送通路２の左右外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材５と、第２の平板状コイル４の周囲に配置され、第２の平板状コイル４により発生した磁束を搬送通路２の左右外側に導く外周磁路を形成する第２の外周磁路部材６とを備えている。
【００３３】
第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４は互いに同一構成及び同一形状をなし、平面視において概略矩形状をなすものである。これら平板状コイル３、４の中心部には、コイル中心磁路を形成する中心鉄心３１、４１が設けられている。また、搬送通路２に搬送されるシート構造体Ｗの幅方向の寸法よりも平板状コイル３、４の幅方向の寸法の方が大きくなるように構成している。さらに、第１及び第２の平板状コイル４と搬送通路２との間には絶縁板７が設けられており、コイル３、４とシート構造体Ｗとの間の短絡を防止している。なお、この絶縁板７により搬送通路２の上下面（上下の境界）が形成される。
【００３４】
第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６はそれぞれ、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４の周囲に配置されるものである。具体的には、第１の外周磁路部材５は、第１の平板状コイル３の上面、前後側面（搬送方向に沿った方向に対向する側面）及び左右側面（搬送方向に直交する方向に対向する側面）を覆うことにより第１の平板状コイル３を収容する磁性体金属からなるコイル収容容器であり、下面が開口する概略中空直方体形状をなす。また、第２の外周磁路部材６は、第２の平板状コイル４の下面、前後側面及び左右側面を覆うことにより第２の平板状コイル４を収容する磁性体金属からなるコイル収容容器であり、上面が開口する概略中空直方体形状をなす。
【００３５】
また、本実施形態では、第１及び第２の外周磁路部材５、６の発熱を避けるために、第１及び第２の外周磁路部材５、６に、短絡電流防止用のスリットＳを形成している。その他、第１及び第２の外周磁路部材５、６の発熱を避けるために、第１及び第２の外周磁路部材５、６を、珪素鋼鉄等の絶縁薄板磁性体を積層して構成しても良い。また、補助加熱等に使用するため積極的に第１及び第２の外周磁路部材５、６も加熱する場合には、中実又はスリットの深さを調整した磁性体を採用することが考えられる。
【００３６】
さらに、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２は、搬送通路２よりも外側に位置しており、本実施形態ではこの左右側壁５１、５２が搬送通路２の左右側面（左右の境界）を形成する。同様に、第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２は、搬送通路２よりも外側に位置しており、この左右側壁６１、６２が搬送通路２の左右側面（左右の境界）を形成する。このように本実施形態では、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２及び第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２が搬送通路２の幅方向の寸法を規定する。
【００３７】
そして、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２の下端部と第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２の上端部とは、互いに接続されている。このように第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６を接続することで、第１及び第２の平板状コイル３、４により発生した磁束が通る磁路の磁気抵抗を小さくし、力率を高くして加熱効率を改善している。
【００３８】
この導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００では、平板状コイル３、４により発生した磁束は、コイル中心に設置してある中心鉄心３１、４１により形成されるコイル中心磁路から外周磁路部材５、６により形成される外周磁路を通って循環する。これにより、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４の間にあるシート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１に誘導電流が誘起されて炭素繊維シートＷ１が加熱される。また、第１の外周磁路部材５の左右側壁５１、５２及び第２の外周磁路部材６の左右側壁６１、６２が炭素繊維シートＷ１の外側まで延長しているので、第１及び第２の平板状コイル３、４による磁路が、搬送通路２に搬送される炭素繊維シートＷ１の左右両端部を通り、炭素繊維シートＷ１の左右両端部を確実に加熱することができる。これにより、炭素繊維シートＷ１を幅方向に均一に加熱することができ、加熱された炭素繊維シートＷ１の周囲に配置された熱可塑性樹脂Ｗ２が炭素繊維シートＷ１により加熱されて熱可塑性樹脂が軟化又は溶融する。
【００３９】
このように構成した本実施形態に係る導電性繊維強化樹脂成型システム１によれば、第１及び第２の平板状コイル３、４で発生した磁束は、コイル３、４の中心磁路から外周磁路を通って循環することになり、第１及び第２の平板状コイル３、４の間にあるシート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１に誘導電流が誘起されて炭素繊維シートＷ１が加熱される。特に、第１及び第２の外周磁路部材５、６が、搬送通路２の左右外側に外周磁路を延長するとともに、第１及び第２の外周磁路部材５、６が互いに接続されているので、炭素繊維シートＷ１の左右端部を中央部と同様に加熱させることができるだけでなく、外周磁路の磁気抵抗を小さくすることができる。これにより、シート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１を幅方向に亘って均一に加熱することができるため、当該炭素繊維シートＷ１を介して熱可塑性樹脂Ｗ２が万遍なく軟化又は溶融される。したがって、プレス装置２００によって、炭素繊維シートＷ１に均一に熱可塑性樹脂Ｗ２を含侵させることができるようになり、又は、成型装置３００によって、炭素繊維強化樹脂を用いた成型品の成型を容易にすることができる。なお、第１及び第２の外周磁路部材５、６の寸法を調整することによって、搬送通路２の左右方向寸法を適宜設定することができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００は、図５に示すように、前記第１実施形態の構成に加えて、更に、第１の外周磁路部材５の外側に、第１の平板状コイル３と同心状に巻回された第１の外周コイル９と、第２の外周磁路部材６の外側に、第２の平板状コイル４と同心状に巻回された第２の外周コイル１０とを備える。
【００４１】
具体的には、第１の外周磁路部材５の周囲に第１の外周コイル９が設けられるとともに、第２の外周磁路部材６の周囲に第２の外周コイル１０が設けられている。第１の外周コイル９は、第１の平板状コイル３と同心円状に第１の外周磁路部材５の周囲に巻回して設けられている。また、第２の外周コイル１０は、第１の平板状コイル３と同心円状に第２の外周磁路部材６の周囲に巻回して設けられている。
【００４２】
そして、この第１の外周コイル９の周囲には、第１の外周コイル９の上面及び側周面を覆う磁性体金属からなる第１のカバー部材１１が設けられ、第２の外周コイル１０の周囲には、第２の外周コイル１０の下面及び側周面を覆う磁性体金属からなる第２のカバー部材１２が設けられている。また、第１のカバー部材１１及び第２のカバー部材１２は、それぞれ第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６に設けられている。なお、第１のカバー部材１１及び第２のカバー部材１２には、発熱を防止するためのスリットＳが形成されている。
【００４３】
この第１及び第２のカバー部材１１、１２によって、第１及び第２の外周コイル９、１０により発生した磁束が第１の外周磁路部材５の側壁及び第２の外周磁路部材６の側壁を介してシート構造体Ｗの左右両端部を通過する磁路が形成される。これにより、シート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１の左右両端部を確実に加熱することができる。
【００４４】
なお、第１のカバー部材１１の自由端部（側壁の下端部）と第２のカバー部材１２の自由端部（側壁の上端部）とを互いに接続して、第１及び第２の外周コイル９、１０により発生した磁束が通る磁路の磁気抵抗を小さくし、力率を高くして加熱効率を改善しても良い。
【００４５】
なお、第２実施形態の導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００において、平板状コイル３、４の通電量と外周コイル９、１０の通電量とを調整することで、シート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１の幅方向の温度分布を制御することが可能となる。
【００４６】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る導電性繊維強化樹脂加熱加工装置１００は、図６及び図７に示すように、前記第１実施形態の構成に加えて、更に、第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６における左右外側面にそれぞれ接触して設けられた鉄心部材１３と、この鉄心部材１３に巻回された外周コイル１４とを有する。
【００４７】
鉄心部材１３は、カットコア型の巻鉄心であり、一方のカット面が第１の外周磁路部材５の側面に面接触して設けられ、他方のカット面が第２の外周磁路部材６の側面に面接触して設けられている。また、この鉄心部材１３及び外周コイル１４は、図７に示すように、シート構造体Ｗの搬送方向に沿って左右に複数個（図７では左右に４個）設けられている。
【００４８】
この鉄心部材１３によって、外周コイル１４により発生した磁束が、第１の外周磁路部材５の側壁及び第２の外周磁路部材６の側壁を介してシート構造体Ｗの左右両端部を通過する磁路が形成される。これにより、シート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１の左右両端部を確実に加熱することができる。
【００４９】
なお、第１及び第２の外周磁路部材５、６の発熱を抑えてシート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１の左右両端部の発熱比率を大きくするために、第１及び第２の外周磁路部材５、６における鉄心部材接触面に適度の深さのスリットＳを加工して短絡電流を低下させるようにしている。
【００５０】
また、前記第２実施形態と同様に、平板状コイル３、４の通電量と外周コイル１４の通電量とを調整することによって、シート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１の幅方向の温度分布を制御することが可能となる。
【００５１】
なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。
【００５２】
例えば、図８に示すように、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４が、複数の平板状要素コイルに分割して、それら複数の平板状要素コイルを、左右にずれて配置させても良い。図８には、平板状コイル３、４を、互いに同一構成及び同一形状をなす２つの平板状要素コイルＣ１、Ｃ２に分割した場合を示している。この２つの平板状要素コイルＣ１、Ｃ２は、平板状コイル３、４と同様に、平面視において概略矩形状をなすものであり、その中心部には、コイル中心磁路を形成する中心鉄心Ｃ１１、Ｃ１２が設けられている。そして、２つの平板状要素コイルＣ１、Ｃ２は、中心軸が同一方向を向いて配置されるとともに、一方の平板状要素コイルＣ１の中心軸が、他方の平板状要素コイルＣ２の巻回コイルの巻回径を２分割する位置となるように配置している。つまり、平板状要素コイルＣ１、Ｃ２の中心鉄心Ｃ１１、Ｃ１２の幅寸法を２Ｓ、平板状要素コイルＣ１、Ｃ２の巻回コイルの巻回径をＤとした場合、２つの中心軸のずれ幅が、Ｄ／２＋Ｓとなるように配置している。これにより、シート構造体Ｗの左右の温度分布をより一層均一化することができる。
【００５３】
また、図９に示すように、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４を、複数の平板状要素コイルＣに分割して、搬送方向に直交する幅方向に少なくとも１つの平板状要素コイルＣを配置してなるコイルユニットＣｘを搬送方向に沿って多段に配置するとともに、少なくとも１つのコイルユニットＣｘにおいて当該コイルユニットＣｘを構成する平板状要素コイルＣが、シート構造体Ｗから幅方向外側にはみ出すように配置しても良い。具体的には、隣接する２つのコイルユニットＣｘを構成する平板状要素コイルＣが幅方向にずれて配置されている。
【００５４】
図９では、第１の平板状コイル３及び第２の平板状コイル４を、同一形状をなす４つの平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４に分割して、搬送方向に直交する幅方向に２つの平板状要素コイルＣ１及びＣ２、Ｃ３及びＣ４を配置してなるコイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２を搬送方向に沿って２段階に配置している。そして、搬送上流側のコイルユニットＣｘ１を構成する右側の平板状要素コイルＣ１の右側部分がシート構造体Ｗの右側端部よりも右側にはみ出るように配置されている。また、搬送下流側のコイルユニットＣｘ２を構成する左側の平板状要素コイルＣ４の左側部分がシート構造体Ｗの左側端部よりも左側にはみ出るように配置されている。
【００５５】
ここで、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の中心鉄心の幅寸法を２Ｓ、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の巻回コイルの巻回径をＤとした場合、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４における中心から距離「Ｄ／２＋Ｓ」の位置、つまり、平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４における巻回コイルの巻回径を２分割する位置が最も発熱量が多くなる。
【００５６】
したがって、シート構造体Ｗの幅方向一端部及び他端部が、搬送途中において少なくとも１つのコイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２において、当該コイルユニットＣｘ１、Ｃｘ２を構成する平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４の「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過するように構成している。これならば、シート構造体Ｗの幅方向一端部及び他端部を効率良く加熱することができる。
【００５７】
図９では、平面視において、シート構造体Ｗの右側端部が、平板状要素コイルＣ１の右側においてコイルＣ１の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過し、シート構造体Ｗの左側端部が、平板状要素コイルＣ４の左側においてコイルＣ４の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過する。なお、搬送上流のコイルユニットＣｘ１と搬送下流のコイルユニットＣｘ２がともに同一形状の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４から構成されていることから、搬送上流のコイルユニットＣｘ１と搬送下流のコイルユニットＣｘ２とのずれ幅がＤ／２＋Ｓとなる。また、第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４は、平面視において、複数の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４がコイル群の中心Ｘに対して点対称となるように配置されている。さらに、シート構造体Ｗの右側端部からはみ出た平板状要素コイルＣ１のはみ出た部分形状と、シート構造体Ｗの左側端部からはみ出た平板状要素コイルＣ４のはみ出た部分形状とが同一となる。
【００５８】
上記構成の第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４の間を通過するシート構造体Ｗは、まず、搬送上流のコイルユニットＣｘ１を通過する。このとき、シート構造体Ｗの右側端部は、平面視において、搬送上流のコイルユニットＣｘ１の右側の平板状要素コイルＣ１の右側においてコイルＣ１の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過する。一方、シート構造体Ｗの左側端部は、平面視において、搬送上流のコイルユニットＣｘ１の左側の平板状要素コイルＣ２の左側端又はその近傍を通過する。
【００５９】
次に、シート構造体Ｗは、搬送下流のコイルユニットＣｘ２を通過する。このとき、シート構造体Ｗの右側端部は、平面視において、搬送下流のコイルユニットＣｘ２の右側の平板状要素コイルＣ３の右側端又はその近傍を通過する。一方、シート構造体Ｗの左側端部は、平面視において、搬送下流のコイルユニットＣｘ２の左側の平板状要素コイルＣ４の左側においてコイルＣ４の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過する。
【００６０】
このように搬送通路２を通過したシート構造体Ｗの右側端部は、平板状要素コイルＣ１の「Ｄ／２＋Ｓ」の位置と平板状要素コイルＣ３の右側端又はその近傍を通過し、シート構造体Ｗの左側端部は、平板状要素コイルＣ４の「Ｄ／２＋Ｓ」の位置と平板状要素コイルＣ２の左側端又はその近傍を通過することになる。これにより、シート構造体Ｗの左右両端部における発熱量は同一となり、シート構造体Ｗの右側端部の温度及び左側端部の温度を略同一にすることができる。
【００６１】
また、第１の平板状コイル群３及び第２の平板状コイル群４において、複数の平板状要素コイルＣ１〜Ｃ４がコイル群の中心Ｘに対して点対称であるので、搬送通路２を通過したシート構造体Ｗの幅方向各部における発熱量が、当該シート構造体Ｗの幅方向中心に対して左右対称となり、シート構造体Ｗの幅方向における温度分布を均一化することができる。
【００６２】
例えば、前記実施形態では、２つの平板状要素コイルからなるコイルユニットを搬送方向に沿って２段配置したものであったが、その他、図１０に示すように、第１及び第２の平板状コイル群３、４は、１つの平板状要素コイルＣからなるコイルユニットＣｘを搬送方向に沿って多段（図１０では２段）に配置したものであっても良い。この場合であっても、シート構造体Ｗの右側端部が、搬送上流のコイルユニットＣｘ１（平板状要素コイルＣ１）の右側においてコイルＣ１の中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過するようにし、シート構造体Ｗの左側端部が、搬送下流のコイルユニットＣｘ２（平板状要素コイルＣ２）の左側においてコイル中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過するようにする。
【００６３】
また、図１１に示すように、３つ以上（図１１では３つ）の平板状要素コイルＣからなるコイルユニットＣｘを搬送方向に沿って３段以上（図１１では３段）配置しても良い。このとき隣接するコイルユニットＣｘの（平板状要素コイルＣ）ずれ量を調整して、シート構造体Ｗの幅方向における温度分布を均一化する。図１１においては、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１と搬送最下流のコイルユニットＣｘ３とのずれ幅がＤ／２＋Ｓとなり、搬送中流のコイルユニットＣｘ２がその中間のずれ幅（Ｄ／４＋Ｓ／２）となるように配置されている。
【００６４】
さらに、各コイルユニットＣｘを構成する平板状要素コイルＣの個数が異なるようにしても良いし、また、各コイルユニットＣｘを構成する平板状要素コイルＣの形状も同一でなくとも良い。また、１つのコイルユニットＣｘ内で異なる形状の平板状要素コイルＣを用いても良い。このように個数や形状を種々組わせることによって、幅方向の温度分布を均一化させることができる。
【００６５】
図１２には、３つのコイルユニットＣｘ１〜Ｃｘ３を有するコイル群３、４について例示している。図１２において、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３が、大小２種類の平板状要素コイルＣｍ、Ｃｎからなり、搬送中流のコイルユニットＣｘ２が１種類の平板状要素コイルＣｈからなる場合を示している。
【００６６】
具体的に搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３は、１つの小さい平板状要素コイルＣｍと、４つの大きい平板状要素コイルＣｍからなり、搬送中流のコイルユニットＣｘ２は、４つの大きい平板状要素コイルＣｈからなる。なお、小さい平板状要素コイルＣｎは、大きい平板状要素コイルＣｍの１／２のサイズであり、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３における大きい方の平板状要素コイルＣｍと、搬送中流のコイルユニットＣｘ２の平板状要素コイルＣｈは同一形状である。
【００６７】
そして、平面視において、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１及び搬送最下流のコイルユニットＣｘ３が、シート構造体Ｗの左右両端部からはみ出して配置されている。詳細には、搬送最上流のコイルユニットＣｘ１において、シート構造体Ｗの左側端部が、最左側の大きい平板状要素コイルＣｍの左側においてコイルＣｍの中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過し、シート構造体Ｗの右側端部が、最右側の小さい平板状要素コイルＣｎの中心を通過する。また、搬送最下流のコイルユニットＣｘ３において、シート構造体Ｗの右側端部が、最右側の大きい平板状要素コイルＣｍの右側においてコイルＣｍの中心から「Ｄ／２＋Ｓ」の位置を通過し、シート構造体Ｗの左側端部が、最左側の小さい平板状要素コイルＣｎの中心を通過する。さらに、搬送中流のコイルユニットＣｘ２においては、シート構造体Ｗの左右両端部は、左右両側の大きい平板状要素コイルＣｍの左右端又はそれら近傍を通過する。
【００６８】
また、大きい平板状要素コイルの３点（中心位置、「Ｄ／２＋Ｓ」の位置、左右端の位置）を通過した場合のシート構造体の発熱量が、中心位置：２、「Ｄ／２＋Ｓ」の位置：３、左右端の位置：１であり、小さい平板状要素コイルの２点（中心位置、左右端の位置）を通過した場合のシート構造体Ｗの発熱量が、中心位置：２、左右端の位置：１であるため、図１２に示すコイル群構成では、搬送通路を通過したシート構造体Ｗの各部の合計発熱量は図１２の下側に示す値となる。
【００６９】
また、各コイルユニットを２つ以上の平板状要素コイルで構成する場合には、各平板状要素コイルに流す電流を制御することによって磁束を調整してシート構造体Ｗの幅方向における温度分布を制御することもできる。
【００７０】
また、搬送通路においてシート構造体の通過の邪魔にならない部分においては、上下に配置されたコイル収容容器の側壁を互いに接続するようにしても良い。このように上下のコイル収容容器の側壁同士を接続することで、平板状要素コイルにより発生した磁束が通る磁路の磁気抵抗を一層小さくし、力率を高くして加熱効率をより一層改善することができる。
【００７１】
その上、前記各実施形態では、１又は複数のシート構造体を搬送して連続処理する搬送処理タイプの誘導加熱装置であったが、本発明は、シート構造体毎に誘導加熱するバッチ処理タイプの誘導加熱装置にも適用可能である。
【００７２】
この場合、図１３に示すように、シート構造体Ｗの上側に配置されて、中心部にシート構造体Ｗに直交する磁路が設けられた第１の平板状コイル３と、シート構造体Ｗの下側に配置されて、中心部にシート構造体Ｗに直交する磁路が設けられた第２の平板状コイル４と、第１の平板状コイル３の周囲に配置され、第１の平板状コイル３により発生した磁束をシート構造体Ｗの外側に導く外周磁路を形成する第１の外周磁路部材５と、第２の平板状コイル４の周囲に配置され、第２の平板状コイル４により発生した磁束をシート構造体Ｗの外側に導く外周磁路を形成するとともに、第１の外周磁路部材５と接続される第２の外周磁路部材６とを備えている。そして、第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６によって、第１及び第２の平板状コイル３、４により発生した磁束がシート構造体Ｗの平面方向端部を通るように構成されている。なお、図１３においては、第１の外周磁路部材５及び第２の外周磁路部材６が直方体形状をなすことから、平面視矩形状をなすシート構造体Ｗを誘導加熱した場合には、その４つの側端部（周端部）を、シート構造体Ｗの中央部と同様に加熱させることができ、シート構造体Ｗの平面方向における温度分布を均一化することができる。
【００７３】
ここで、第１の平板状コイル３及びシート構造体Ｗの間には、シート構造体Ｗからの熱を断熱する第１の断熱部材Ｄ１が設けられており、第２の平板状コイル４及びシート構造体Ｗの間には、シート構造体Ｗからの熱を断熱する第２の断熱部材Ｄ２が設けられている。第１の断熱部材Ｄ１は、第１の平板状コイル４の下面に設けられた絶縁板７と、４つの側壁（前後左右の側壁）とにより囲まれた空間全体に設けられている。また、第２の断熱部材Ｄ２は、第２の平板状コイル４の上面に設けられた絶縁板７と、４つの側壁（前後左右の側壁）とに囲まれた空間全体に設けられている。そして、これら第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２により、シート構造体Ｗが上下から保持されるように構成されている。具体的には、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２が、シート構造体Ｗの全周を覆うことにより保持する。これならば、断熱部材Ｄ１、Ｄ２の他に別途シート構造体Ｗを保持するための保持機構を不要にして装置構成を簡略化することができる。また、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２が、シート構造体Ｗの全ての面を覆うことにより保持することから、断熱及び保持を確実に行うことができる。なお、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２によりシート構造体Ｗを保持すると同時に、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２がシート構造体Ｗを押圧するように構成しても良い。これならば、シート構造体Ｗの炭素繊維シートＷ１を加熱するとともに、軟化又は溶融した熱可塑性樹脂Ｗ２を炭素繊維シートＷ１に含侵させることもできる。
【００７４】
また、図１４及び図１５に示すように、前記第３実施形態の搬送処理タイプの誘導加熱装置をバッチ処理タイプの誘導加熱装置としても良い。この場合、鉄心部材１３及び外周コイル１４を、第１の外周磁路部材５の周囲に設けられた第１の容器１５１及び第２の外周磁路部材６の周囲に設けられた第２の容器１５２の４つの側面（前後左右の側面）にそれぞれ複数個設けるように構成する。この場合であっても、第１の断熱部材Ｄ１及び第２の断熱部材Ｄ２によりシート構造体を保持する。なお、第１及び第２の容器１５１、１５２を有さずに、第１及び第２の外周磁路部材５、６の側面にそれぞれ接触するように鉄心部材１３を設けても良い。
【００７５】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７６】
１００・・・導電性繊維強化樹脂成型システム
１・・・導電性繊維強化樹脂加熱加工装置
Ｗ    ・・・シート構造体（又はプリプレグ）
２    ・・・搬送通路
３    ・・・第１の平板状コイル
４    ・・・第２の平板状コイル
５    ・・・第１の外周磁路部材（第１の磁性金属容器）
６    ・・・第２の外周磁路部材（第２の磁性金属容器）
７    ・・・絶縁板
９    ・・・第１の外周コイル
１０  ・・・第２の外周コイル
１１  ・・・第１のカバー部材
１２  ・・・第２のカバー部材
１３  ・・・鉄心部材
１４  ・・・外周コイル
Ｃ１  ・・・平板状要素コイル
Ｃ２  ・・・平板状要素コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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