(57)【要約】【課題】  均質で高強度を有したＦＲＰ部材等を形成することのできる技術を提供することを目的とする。【解決手段】  成形装置１０においては、樹脂注入部材２０、吸引部材３０を複数備え、それぞれの樹脂注入部材２０、吸引部材３０に注入バルブ２５、吸引バルブ３５を備えて、注入バルブ２５、吸引バルブ３５の開閉（開度）をコントローラ６０で自動制御するようにした。コントローラ６０では、樹脂の注入を開始した後の段階では、含浸センサ４０からの検出信号に基づき、樹脂の注入・含浸の進捗状況に応じて樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を制御し、樹脂の注入・含浸後は、圧力センサ５０で空間Ｓに充填された樹脂の圧力を各部で検出し、それに基づき吸引部材３０の吸引バルブ３５や樹脂注入部材２０の注入バルブ２５の開閉（開度）を制御することで、空間Ｓに充填された樹脂の圧力の分布を均等化するようにした。【選択図】図２
2006192628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する複合材構造物形成装置であって、
前記複合材構造物に対応した形状を有する型と、
前記強化繊維から形成された強化繊維基材を、前記型の表面に沿わせた状態で前記型との間に気密に挟み込む気密シートと、
前記気密シートと前記型の間の空間に前記樹脂を注入する樹脂注入手段と、
前記樹脂注入手段で前記空間に注入された前記樹脂の圧力を複数個所で検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段で検出された前記空間内の複数個所における前記樹脂の圧力に基づき、前記空間内の前記樹脂の圧力分布を調整する圧力分布調整手段と、
を備えることを特徴とする複合材構造物形成装置。
【請求項２】
前記空間の雰囲気を吸引して前記空間内を負圧とする吸引手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の複合材構造物形成装置。
【請求項３】
前記吸引手段が複数設けられて、前記空間に充填された前記樹脂を吸引可能とされ、
前記圧力分布調整手段は、複数の前記吸引手段における吸引圧力を調整することを特徴とする請求項２に記載の複合材構造物形成装置。
【請求項４】
前記樹脂注入手段が複数設けられ、
前記圧力分布調整手段は、複数の前記樹脂注入手段における前記空間への前記樹脂の注入圧力を調整することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複合材構造物形成装置。
【請求項５】
前記樹脂注入手段は、前記気密シート側と、前記型側の双方に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の複合材構造物形成装置。
【請求項６】
前記空間内の複数個所に、前記空間内に注入された前記樹脂を検出することで、前記空間内への樹脂の含浸状況を検出する樹脂検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の複合材構造物形成装置。
【請求項７】
予め行われた前記空間内への樹脂の含浸状況を示すシミュレーションデータと、前記樹脂検出手段で検出された前記空間内への樹脂の含浸状況を比較し、その比較結果に基づき、前記樹脂注入手段における前記空間内への樹脂の注入を調整する含浸状況調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の複合材構造物形成装置。
【請求項８】
強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する方法であって、
前記複合材構造物に対応した形状を有する型の表面に強化繊維基材を沿わせた状態で、前記強化繊維基材を、気密性を有する気密シートで覆い、前記気密シートの外周部を前記型に対して気密にシールする工程と、
前記気密シートと前記型の間の空間の雰囲気を吸引し、前記空間を負圧とする工程と、
前記空間に前記樹脂を注入し、前記空間内の前記強化繊維基材に前記樹脂を含浸させる工程と、
前記空間に注入された前記樹脂の圧力を複数個所で検出し、検出された前記圧力に基づき、前記空間内の前記樹脂の圧力分布を調整する工程と、
を含むことを特徴とする複合材構造物の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材構造物形成装置、複合材構造物の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、軽量かつ高強度を有した材料として、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）等の複合材料が、航空機の主翼、船舶、大型風車の回転翼、鉄道車両、建築分野の構造部材等をはじめとする様々な分野で多用されている。ＦＲＰ、ＣＦＲＰ（以下、単にＦＲＰと総称する）は、ガラス繊維やカーボン繊維等の強化繊維からなるテープ状、あるいはマット状の強化繊維基材を型によって成形にした状態で、熱硬化性樹脂等の樹脂を含浸させ、これを硬化させることで、所定形状に形成される。
【０００３】
ここで、ＦＲＰによって形成した部材（以下、ＦＲＰ部材）には、所定の強度が要求される。ＦＲＰ部材の強度は、強化繊維基材に樹脂を確実に含浸させることで担保される。
したがって、特にＦＲＰ部材を工業的に生産する現場では、成形時に、樹脂を強化繊維基材に確実に含浸させるための工夫がなされている。このような工夫の一つとして、強化繊維基材を型上に配置し、これをバッグ材で覆った後、バッグ材と型で囲まれた空間を真空ポンプ等で吸引して負圧とし、この空間に樹脂を導入する、というものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１１３６号公報（請求項１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したような方法では、負圧を利用することで、樹脂の強化繊維基材への含浸を確実に促進することはできるものの、樹脂の注入・含浸は、負圧のみによる成り行きであり、注入・含浸状況を何らコントロールしていない。このような手法では、例えば２〜３ｍ程度までの小型のＦＲＰ部材を形成する場合はともかく、例えば１０ｍといった大型のＦＲＰ部材を形成する場合には、樹脂が十分に含浸していない部位が発生する等して、ＦＲＰ部材を高品質で形成するのが困難となる。
【０００６】
このため、大型のＦＲＰ部材を形成するに際して、複数の注入口から順次樹脂を注入するようにし、ある注入口から樹脂を注入した後、注入した樹脂をセンサで検出し、その位置（樹脂を検出したセンサの位置）に応じ、別の注入口から樹脂を注入するような技術も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献２】特開２００３−５３７４４号公報（請求項１等）
【０００８】
この技術によれば、樹脂を全体に確実に注入・含浸させることはできるものの、樹脂の充填密度までをきめ細やかに調整できるわけではない。その結果、得られたＦＲＰ部材には、部位によって、強化繊維基材に対して樹脂が少なかったり、逆に多かったりしてしまう。このように、均質なＦＲＰ部材を形成するのは依然として困難となっている。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、例え大型なものであっても、均質で高強度を有したＦＲＰ部材等を形成することのできる複合材構造物形成装置、複合材構造物の形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもとになされた本発明は、強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する複合材構造物形成装置であって、複合材構造物に対応した形状を有する型と、強化繊維から形成された強化繊維基材を型の表面に沿わせた状態で、この強化繊維基材を型との間に気密に挟み込む気密シートと、気密シートと型の間の空間に樹脂を注入する樹脂注入手段と、樹脂注入手段で空間に注入された樹脂の圧力を複数個所で検出する圧力検出手段と、圧力検出手段で検出された空間内の複数個所における樹脂の圧力に基づき、空間内の樹脂の圧力分布を調整する圧力分布調整手段と、を備えることを特徴とする。
このように、圧力検出手段で検出した複数個所の樹脂の圧力のうち、圧力が高すぎたり低すぎたりする部位がある場合、その部位の樹脂の圧力を圧力分布調整手段で調整することで、樹脂の圧力分布の均等化を図ることが可能となる。
【００１０】
このような複合材構造物形成装置は、空間の雰囲気を吸引して空間内を負圧とする吸引手段をさらに備え、空間内を負圧状態とすることで、大型の複合材構造物を形成する場合であっても、樹脂の空間への注入・強化繊維基材への含浸を効率良く行える。また、樹脂の注入開始後は、樹脂注入手段から樹脂を注入しつつ、空間に充填された樹脂（の余剰分）を吸引手段で吸引して除去することもできる。
吸引手段を複数設けた場合、圧力分布調整手段では、複数の吸引手段における吸引圧力を調整することで、各部における樹脂の圧力分布を調整することができる。つまり、圧力が高すぎる部位の樹脂を吸引手段で吸引し、圧力を下げることができるのである。
【００１１】
また、樹脂注入手段を複数設け、圧力分布調整手段では、複数の樹脂注入手段における空間への樹脂の注入圧力を調整することで、樹脂の圧力分布を調整することができる。これには、圧力が高すぎる部位に対しては、樹脂の注入圧力（すなわち単位時間当たりの流量）を下げ、逆に圧力が低すぎる部位に対しては、樹脂の注入圧力を上げればよい。
【００１２】
このような吸引手段、樹脂注入手段で樹脂の圧力分布を調整する場合、複数の吸引手段、樹脂注入手段のそれぞれにバルブ等を設け、これらのバルブの開閉あるいは開度を圧力分布調整手段で制御することで、各部における樹脂の吸引度合い、樹脂の注入度合いを調整するのが良い。
【００１３】
樹脂注入手段は、気密シート側と、型側の双方に設けるのが好ましい。このようにすることで、強化繊維基材の両面側から樹脂を注入・含浸させることができ、注入・含浸を効率良く行うことができ、特に厚さの大きい複合材構造物を形成する場合に特に好ましい。
【００１４】
上記したような圧力分布調整手段による樹脂圧力分布の調整は、強化繊維基材に樹脂を含浸させた後に行う。これに先立ち、型と気密シートの間の空間に樹脂を注入し、強化繊維基材に樹脂を含浸させる段階では、含浸状況に応じて適切なタイミングで複数個所の樹脂注入個所から順次樹脂を注入できるよう、空間内の複数個所に、空間内に注入された樹脂を検出することで空間内への樹脂の含浸状況を検出する樹脂検出手段をさらに備えるのが好ましい。
このとき、予め空間内への樹脂の理想的な含浸状況をシミュレーションし、そのシミュレーションを基準として、樹脂の含浸の進行をコントロールすることもできる。その場合、予め行われた空間内への樹脂の含浸状況を示すシミュレーションデータと、樹脂検出手段で検出された空間内への樹脂の含浸状況を比較し、その比較結果に基づき、実際の含浸状況がシミュレーションデータにおける含浸状況に近づくよう、あるいは大きく離れないように、樹脂注入手段における空間内への樹脂の注入を含浸状況調整手段で調整する。
【００１５】
本発明は、強化繊維と樹脂を含む複合材で所定形状の複合材構造物を形成する方法とすることもできる。この方法は、複合材構造物に対応した形状を有する型の表面に強化繊維基材を沿わせた状態で、気密性を有する気密シートで強化繊維基材を覆い、気密シートの外周部を型に対して気密にシールする工程と、気密シートと型の間の空間の雰囲気を吸引し、空間を負圧とする工程と、空間に樹脂を注入し、空間内の強化繊維基材に樹脂を含浸させる工程と、空間に注入された樹脂の圧力を複数個所で検出し、検出された圧力に基づき、空間内の樹脂の圧力分布を調整する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、強化繊維基材を型との間の空間に注入した樹脂の圧力を複数個所で検出し、その検出結果に基づき、空間内の樹脂の圧力分布を調整するようにしたので、樹脂の圧力分布の均等化を図ることができ、得られる複合材構造物における強化繊維に対する樹脂の比率のばらつきを抑え、複合材構造物の均質化を図ることができる。その結果、例え大型なものであっても、均質で高強度を有したＦＲＰ部材等の複合材構造物を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態においてＦＲＰ部材（複合材構造物）を形成するのに用いる成形装置（複合材構造物形成装置）１０の構成を説明するための図である。
この図１に示すように、成形装置１０は、型１１と、シート状のバッグ材（気密シート）１２を備えており、この型１１とバッグ材１２とで強化繊維基材１００を挟み込んだ状態で型１１とバッグ材１２の間の空間Ｓに樹脂を導入して強化繊維基材１００に含浸させることでＦＲＰ部材を形成する。
このため、型１１は、形成すべきＦＲＰ部材の形状に応じた成形面１１ａを有している。図１において成形面１１ａは略平面状とされているが、もちろん、形成すべきＦＲＰ部材の形状に応じ、湾曲面や凹凸面等、成形面１１ａを様々な形状とすることができる。
【００１８】
バッグ材１２は、ゴム系材料等、可撓性と気密性を有した材料で形成されている。このバッグ材１２は、その外周部１２ａを、シール材１３を介して型１１の成形面１１ａに固定できるようになっている。
【００１９】
また、強化繊維基材１００は、ガラス繊維やカーボン繊維等の強化繊維をテープ状、あるいはマット状とし、これを一層あるいは複数層に積層させたものとすることができる。強化繊維を複数層に積層することで、強化繊維基材１００を、例えば厚さ１０〜１００ｍｍの厚板状のものとすることもできる。
また、樹脂には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等、レジン材料として用いられるものを好適に用いることができる。
【００２０】
図１および図２に示すように、このような成形装置１０は、型１１の成形面１１ａと、バッグ材１２の内面側に、空間Ｓに樹脂を注入するための樹脂注入部材（樹脂注入手段）２０と、空間Ｓの雰囲気を吸引するための吸引部材（吸引手段）３０とを備えている。
ここで、樹脂注入部材２０、吸引部材３０は、空間Ｓの広い範囲で効率良く樹脂の注入あるいは雰囲気の吸引が行えるように配するのが好ましい。このため、本実施の形態においては、樹脂注入部材２０、吸引部材３０を、それぞれ一方向に連続するライン状に形成し、これを複数本並べて配置する。そして、樹脂注入部材２０、吸引部材３０には、樹脂を吐出、あるいは雰囲気を吸引するため、樹脂注入部材２０、吸引部材３０の長手方向に連続する開口またはスリット２１、３１、あるいは樹脂注入部材２０、吸引部材３０の長手方向に配列された多数の孔を形成する。これ以外にも、樹脂注入部材２０、吸引部材３０として、型１１の成形面１１ａ、バッグ材１２の内面に臨む位置に、樹脂を吐出する吐出口あるいは雰囲気を吸引する吸引口を、マトリックス状に配置すること等も可能である。
【００２１】
図２に示したように、複数本が並列された樹脂注入部材２０のそれぞれは、樹脂の吐出量（吐出圧力）を調整するための注入バルブ２５を介し、樹脂容器２６から樹脂を送り出すポンプ２７に接続されている。
同様に複数本が並列された吸引部材３０のそれぞれは、雰囲気の吸引量（吸引圧力）を調整するための吸引バルブ３５を介し、空間Ｓから雰囲気を吸引するための負圧を発生する真空ポンプ３６に接続されている。
【００２２】
図１および図２に示したように、型１１とバッグ材１２の間の空間Ｓに強化繊維基材１００をセットした状態で、強化繊維基材１００と型１１、バッグ材１２の隙間となる位置に、樹脂の含浸の有無を検出する含浸センサ（樹脂検出センサ）４０と、圧力を検出する圧力センサ（圧力検出センサ）５０とが複数配置されている。
【００２３】
含浸センサ４０としては、例えば特開２００１−２７６７８号公報に開示されているような、光を照射し、その出射光あるいは散乱光の変化から液状の樹脂の有無を検出するものや、特開２００３−５３７４４号公報に開示されている誘電センサ等を用いることができる。
また、圧力センサ５０は、例えばダイヤフラム方式のものを用いることができる。この圧力センサ５０では、空間Ｓの雰囲気が吸引された状態では空間Ｓの気圧を検出でき、また空間Ｓに樹脂が注入されて充填されたときには、充填された樹脂の圧力を検出することができる。
【００２４】
成形装置１０には、予め記憶されたプログラムに基づき、その動作を制御するコントローラ（圧力分布調整手段、含浸状況調整手段）６０がさらに備えられている。このコントローラ６０の制御により、成形装置１０では、型１１とバッグ材１２の間の空間Ｓに強化繊維基材１００をセットした状態で、空間Ｓの雰囲気を真空ポンプ３６で吸引して負圧（略真空状態とするのが好ましい）とした後、空間Ｓにポンプ２７によって樹脂を注入することで、ＦＲＰ部材を形成する。
【００２５】
本実施の形態において、コントローラ６０では、含浸センサ４０、圧力センサ５０からの検出信号に基づき、主に樹脂注入部材２０の注入バルブ２５、吸引部材３０の吸引バルブ３５を制御する。これによって、コントローラ６０では、樹脂の注入に際し、後述するように、注入された樹脂を強化繊維基材１００に確実に含浸させる制御を行う。
【００２６】
より詳しくは、まず樹脂の注入に先立って空間Ｓの雰囲気を吸引して負圧とする段階では、コントローラ６０において、圧力センサ５０からの検出信号に基づき、空間Ｓの雰囲気圧を検出し、雰囲気圧が所定の雰囲気圧に到達したか否かを判断し、樹脂の注入開始タイミングをコントロールする。
【００２７】
また、樹脂の注入を開始した後の段階では、コントローラ６０において、含浸センサ４０からの検出信号に基づき、注入すべき領域の全体に樹脂が確実に注入されているか否か、樹脂の注入の進捗状況が予定通りであるか否かを判断し、その判断結果に基づき、樹脂の注入をコントロールする。
このとき、本実施の形態においては、樹脂の注入の進捗状況を事前にシミュレーションし、コントローラ６０では、そのシミュレーションデータを基準として、樹脂の注入の進捗状況が予定通りであるか否かを判断する。このようなシミュレーションには、製品形状、樹脂注入部材２０、吸引部材３０の数や位置、含浸センサ４０、圧力センサ５０の位置、樹脂注入時に樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を開く順序、注入時の真空（空間Ｓ内の圧力）条件、空間Ｓに充填された樹脂の成形条件（樹脂の種類、粘度、成形時間等）の条件を基に、ダルシー（Ｄａｒｃｙ）の経験則等を用いたシミュレーション手法を用いるのが好ましい。
ダルシーの経験則では、樹脂が強化繊維基材１００の中を圧力差によって流動する挙動は、多孔体の中の液体流動現象と同じであると仮定しており、樹脂の透過流量Ｑは、
Ｑ＝ＫＡ・ΔＰ／Ｌ
という関係式で表されることが知られている。ここで、Ｋは透過率、Ａはカラム（流路）断面積、ΔＰはカラム両端の圧力差、Ｌはカラムの長さである。
このようなシミュレーション手法を用いたシミュレーションによって得るデータとしては、例えば、樹脂の注入を行った際に、空間Ｓ内の各部に配置した含浸センサ４０で樹脂の存在を検出するであろう予測時間（注入開始からの経過時間）の情報がある。また、シミュレーションにより、効率が良く、また確実性が高まる理想的な含浸を行うための、注入バルブ２５を開く順序、開くタイミング等を求め、このようにして求められた情報に基づき、実際に樹脂を注入する際に注入バルブ２５を開く順序、開くタイミング等を制御することができる。
【００２８】
さらに、空間Ｓへの樹脂の注入が完了した段階では、コントローラ６０において、圧力センサ５０からの検出信号に基づき、空間Ｓに充填された樹脂の圧力を各部で検出し、それに基づき、空間Ｓに充填された樹脂の圧力の分布が均等化されるようにコントロールする。
【００２９】
以下、上記したようなコントローラ６０による制御内容を中心に、成形装置１０にて所定形状のＦＲＰ部材を形成する方法を説明する。
まず、予め、成形すべきＦＲＰ部材に応じ、ダルシー則によるシミュレーション手法等により、空間Ｓ内に強化繊維基材１００をセットした状態で空間Ｓ内を所定の真空条件とし、さらに所定の順序・タイミングで複数の樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を開いていったときのシミュレーションを行う。
【００３０】
シミュレーションの完了後、型１１に強化繊維基材１００を沿わせた状態でセットし、さらにバッグ材１２をセットし、その外周部を気密にシールする。
この後、成形装置１０の所定のスイッチを作業者が操作する等することで、型１１とバッグ材１２の間の空間Ｓに樹脂を注入し、強化繊維基材１００に樹脂を含浸させてＦＲＰ部材を形成するための動作を開始させる。
【００３１】
図３に示すように、コントローラ６０では、上記操作を受け付けると、吸引部材３０の吸引バルブ３５を開いて、真空ポンプ３６による空間Ｓ内の雰囲気の吸引を開始し、その雰囲気圧を減圧していく（ステップＳ１０１）。
圧力センサ５０では、空間Ｓ内の雰囲気圧を検出し、その検出信号をコントローラ６０に出力している。コントローラ６０では、この圧力センサ５０からの検出信号を監視し、空間Ｓ内の雰囲気圧が所定の真空圧（負圧）にまで到達したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００３２】
空間Ｓ内の雰囲気圧が所定の真空圧に到達したと判断した後、樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を、予め決めた所定の順序・タイミングで開き、ポンプ２７による樹脂容器２６から空間Ｓへの樹脂の注入を開始する（ステップＳ１０３）。このときは、樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を開く順序・タイミングを、シミュレーションデータに基づき制御し、空間Ｓに樹脂を効率良く、かつ確実に含浸できるようにする。
【００３３】
空間Ｓ内の各部に配置された複数の含浸センサ４０のそれぞれでは、その検出範囲内に樹脂が有るか否かを検出している。樹脂の注入の開始後、コントローラ６０では、含浸センサ４０からの検出信号を監視し、各含浸センサ４０において樹脂の存在を検出したか否かを検出する（ステップＳ１０４）。
そして、予め行われたシミュレーションの結果のデータを参照し、含浸センサ４０による検出結果と比較する（ステップＳ１０５）。シミュレーションの結果のデータには、前述したように、樹脂の注入の開始後、各部の含浸センサ４０で樹脂の存在を検出する予測時間が含まれているので、この情報と、各含浸センサ４０による検出結果を比較し、各含浸センサ４０における樹脂の存在の検出結果が、予測時間を基準とした許容範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。つまり、樹脂の含浸がシミュレーションより早く進行してしまっていれば、その時点で樹脂の存在を検出しているはずがない含浸センサ４０で、実際には樹脂の存在を検出している。逆に、樹脂の含浸がシミュレーションより遅く進行していれば、その時点で既に樹脂の存在を検出しているはずの含浸センサ４０で、実施には樹脂の存在を検出しない。
そのように、シミュレーションと異なる検出結果を出力している含浸センサ４０が存在する場合、コントローラ６０では、樹脂注入部材２０の注入バルブ２５の開閉（開度を含む）を、樹脂の含浸の進捗状況がシミュレーションに合致する方向に調整する（ステップＳ１０７）。つまり、樹脂の含浸が特定の部位でシミュレーションより早く進行してしまっていれば、その部位に対する樹脂の注入速度が低下するように樹脂注入部材２０の注入バルブ２５の開度を絞り、逆に、樹脂の含浸が特定の部位でシミュレーションより遅く進行していれば、その部位に対する樹脂の注入速度が上昇するように樹脂注入部材２０の注入バルブ２５の開度を大きくするのである。
【００３４】
上記のように空間Ｓにおける樹脂の含浸状況をモニタリング制御し、全ての含浸センサ４０で樹脂の存在を確認するまで、樹脂の注入を続ける（ステップＳ１０８）。そして全ての含浸センサ４０で樹脂の存在を確認した時点で、樹脂の含浸が完了したとして、樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を閉じる（あるいは、その開度を絞る）（ステップＳ１０９）。
【００３５】
空間Ｓに樹脂が注入されていくと、圧力センサ５０では、樹脂の圧力を検出することになる。
樹脂の注入の完了後、コントローラ６０では、圧力センサ５０での検出信号に基づき、複数の圧力センサ５０で検出される樹脂の圧力をモニタリングする(ステップＳ１１０)。
その結果、それぞれの圧力センサ５０において検出される樹脂の圧力が、所定の許容範囲内にあれば、空間Ｓ内において樹脂の圧力（充填密度）が略均一であるとして、吸引部材３０の吸引バルブ３５を閉じ（ステップＳ１０９で樹脂注入部材２０の注入バルブ２５の開度を絞ったのみの場合は、ここで樹脂注入部材２０の注入バルブ２５も閉じる）、樹脂の注入・含浸を終了する（ステップＳ１１１〜Ｓ１１２）。
一方、検出される樹脂の圧力が所定の許容範囲外となっている圧力センサ５０が存在する場合、コントローラ６０では、吸引部材３０の吸引バルブ３５を調整する（ステップＳ１１３）。例えば、樹脂の圧力が許容範囲以上に高い圧力センサ５０がある場合、その圧力センサ５０の近傍の吸引部材３０の吸引バルブ３５の開度を大きくし、余剰の樹脂を吸引部材３０で空間Ｓ外に吸引する。逆に、樹脂の圧力が許容範囲以上に低い圧力センサ５０がある場合、その圧力センサ５０の近傍の吸引部材３０の吸引バルブ３５の開度を絞り、他の部分に比較して吸引部材３０による樹脂の吸引速度を低下させることで、他の部分とのバランスをとることができる。このように、樹脂の圧力が許容範囲以上に低い圧力センサ５０がある場合、樹脂の注入・含浸が不足しているとして、対応した部分の樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を再度開き、樹脂の補充充填を行うようにしても良い。
【００３６】
このようにして、空間Ｓに樹脂を注入し、強化繊維基材１００に含浸させた後、熱を加える等して樹脂を硬化させることで、所定形状のＦＲＰ部材を成形することができる。したがって、この後、バッグ材１２を型１１から取り外し、成形されたＦＲＰ部材を取り出せばよい。
【００３７】
さて、上記したように、成形装置１０においては、樹脂注入部材２０、吸引部材３０を複数備え、それぞれの樹脂注入部材２０、吸引部材３０に注入バルブ２５、吸引バルブ３５を備えて、注入バルブ２５、吸引バルブ３５の開閉（開度）をコントローラ６０で自動制御するようにした。
そして、真空吸引時には、コントローラ６０において、圧力センサ５０からの検出信号に基づき、空間Ｓの雰囲気圧を検出し、吸引部材３０の吸引バルブ３５を制御するようにしたので、雰囲気圧を最適にコントロールでき、含浸速度をコントロールできる。これにより、樹脂の注入・含浸時間を短縮して、成形の高速化を図ることができる。
【００３８】
また、樹脂の注入を開始した後の段階では、コントローラ６０において、含浸センサ４０からの検出信号に基づいて樹脂の注入の進捗状況をモニタリングし、その結果に基づき、樹脂注入部材２０の注入バルブ２５を制御するようにしたので、樹脂の注入の進捗をコントロールできる。これにより、樹脂を全体に確実に注入・含浸させることができ、含浸不足部位の発生を防止し、得られるＦＲＰ部材の品質を高めることができる。さらに、樹脂の注入の進捗状況をダルシー則によるシミュレーション手法等で事前にシミュレーションし、そのシミュレーション結果と実際の進捗状況を比較することで、樹脂の注入・含浸を理想的な状態に近づくように制御できる。これによっても、樹脂の注入・含浸時間を短縮して、成形の高速化を図ることができる。
【００３９】
加えて、圧力センサ５０で空間Ｓに充填された樹脂の圧力を各部で検出し、それに基づきコントローラ６０で吸引部材３０の吸引バルブ３５や樹脂注入部材２０の注入バルブ２５の開閉（開度）を制御することで、空間Ｓに充填された樹脂の圧力の分布を均等化することができる。これにより、樹脂と強化繊維基材１００との比を均一化でき、得られるＦＲＰ部材の高品質化を図ることができる。
【００４０】
また、樹脂注入部材２０を、型１１側とバッグ材１２側の双方にそれぞれ複数設けるようにした。これにより、強化繊維基材１００に対し樹脂を多方向から含浸させることができ、樹脂の含浸を短時間で行うことが可能となり、また樹脂の含浸状況の均一化も図りやすいので、高品質化にも寄与できる。しかも、このような手法を用いることで、特に１００ｍｍ以上といった厚いＦＲＰ部材を形成しやすくなる。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、成形装置１０の構成を図１、図２に示すようなものとしたが、これに限るものではなく、本発明が適用できる範囲内であれば、適宜他の構成とすることができる。また、コントローラ６０による制御内容も、本発明の主旨の範囲内であれば、その制御順序を変更したり、制御内容を変更することができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態における成形装置の構成を示す断面図である。
【図２】成形装置の平面図である。
【図３】成形装置において、強化繊維基材に樹脂を含浸させるときの処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…成形装置（複合材構造物形成装置）、１１…型、１２…バッグ材（気密シート）、２０…樹脂注入部材（樹脂注入手段）、２５…注入バルブ、２６…樹脂容器、２７…ポンプ、３０…吸引部材（吸引手段）、３５…吸引バルブ、３６…真空ポンプ、４０…含浸センサ（樹脂検出センサ）、５０…圧力センサ（圧力検出センサ）、６０…コントローラ（圧力分布調整手段、含浸状況調整手段）、１００…強化繊維基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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