(57)【要約】【課題】省エネルギーでありながら被熱処理部材を短時間で均一に加熱できると共に、被熱処理部材を短時間で均一に冷却することができる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置１は、圧力容器２と、載置台３と、被熱処理部材を直接的に加熱する直接加熱器４Ａ，４Ｂと、補助加熱器４Ｃ，４Ｄと、内壁冷却器５Ｘと、載置台冷却器５Ｙと、被熱処理部材の温度を測定する複数の標的温度センサと、内部空間温度センサ３３と、圧力容器２の内部空間温度が被熱処理部材の加熱目標となる目標温度より低い温度になるように加熱すると共に、複数の標的温度センサの検出する温度が目標温度になるように、直接加熱器４Ａ，４Ｂ、補助加熱器４Ｃ，４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ及び成形型冷却器を制御する制御部８とを備えるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被熱処理部材に接触させるように配置された又は被熱処理部材に副資材を介して接触させるように配置された前記被熱処理部材を直接的に加熱する直接加熱器を配置し、前記被熱処理部材を収容する容器の内部空間を加熱する補助加熱器を配置し、前記容器の内壁を冷却する内壁冷却器を配置し、前記被熱処理部材を載置する載置台を冷却する載置台冷却器を配置し、前記容器の内部空間温度を測定する内部空間温度センサを配置し、前記被熱処理部材の複数の箇所の温度を測定する複数の標的温度センサを配置して、
前記内部空間温度が前記被熱処理部材の加熱目標となる目標温度より低い温度になるように加熱すると共に、前記複数の標的温度センサの検出する温度が前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器及び前記載置台冷却器を制御して前記被熱処理部材の熱処理を行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
熱処理開始時に、前記補助加熱器を先に作動させた後に前記直接加熱器を作動させることを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
前記被熱処理部材が、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む繊維強化プラスチック材料であり、前記繊維強化プラスチック材料及びその成形用の成形型を真空バッグに収容し、前記真空バッグを真空引きすると共に前記容器の内部を加圧して、オートクレーブ成形を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱処理方法。
【請求項４】
前記成形型を冷却する成形型冷却器を配置し、前記複数の標的温度センサの検出する温度が前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器、前記載置台冷却器及び前記成形型冷却器を制御することを特徴とする請求項３に記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記内部空間温度を、前記目標温度を摂氏で表したときに、前記目標温度の５０％から８０％の範囲内の所定温度になるように前記補助加熱器及び前記内壁冷却器を制御す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熱処理方法。
【請求項６】
熱処理開始時に、前記補助加熱器を先に作動させた後に、前記内部空間温度が前記目標温度の３０％から８０％の範囲内の温度になってから、前記直接加熱器の作動を開始させ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熱処理方法。
【請求項７】
前記直接加熱器として、独立して温度制御可能な複数の加熱器を配置することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項８】
前記補助加熱器を、前記被熱処理部材よりも下側に配置することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項９】
前記内壁冷却器として、前記容器の内壁に接するように螺旋状に形成された冷却パイプを配置することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の熱処理方法。
【請求項１０】
被熱処理部材を収容する容器と、
前記被熱処理部材を載置する載置台と、
前記被熱処理部材に接触させるように配置された又は被熱処理部材に副資材を介して接触させるように配置された、前記被熱処理部材を直接的に加熱する直接加熱器と、
前記容器の内部空間を加熱する補助加熱器と、
前記容器の内壁を冷却する内壁冷却器と、
前記載置台を冷却する載置台冷却器と、
前記被熱処理部材の複数の箇所の温度を測定する複数の標的温度センサと、
前記容器の内部空間温度を測定する内部空間温度センサと、
前記内部空間温度が前記被熱処理部材の加熱目標となる目標温度より低い温度になるように加熱すると共に、前記複数の標的温度センサの検出する温度が前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器及び前記載置台冷却器を制御する制御部とを、備えて前記被熱処理部材の熱処理を行うものであることを特徴とする熱処理装置。
【請求項１１】
前記制御部が、熱処理開始時に前記補助加熱器を先に作動させた後に前記直接加熱器を作動させることを特徴とする請求項１０に記載の熱処理装置。
【請求項１２】
前記被熱処理部材が、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む繊維強化プラスチック材料であり、前記繊維強化プラスチック材料及びその成形用の成形型が真空バッグに収容され、前記真空バッグを真空引きする減圧装置及び前記容器の内部を加圧する加圧装置を備えて、前記繊維強化プラスチック材料のオートクレーブ成形が可能に構成されていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の熱処理装置。
【請求項１３】
前記成形型を冷却する成形型冷却器を備え、前記制御部が、前記複数の標的温度センサの検出する温度がいずれも前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器、前記載置台冷却器及び前記成形型冷却器を制御することを特徴とする請求項１２に記載の熱処理装置。
【請求項１４】
前記制御部が、前記内部空間温度を、前記目標温度を摂氏で表したときに、前記目標温度の５０％から８０％の範囲内の所定温度になるように、前記補助加熱器及び前記内壁冷却器を制御することを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１５】
前記制御部が、熱処理の開始時に、前記補助加熱器を先に作動させた後に、前記内部空間温度が前記目標温度の３０％から８０％の範囲内の温度になってから、前記直接加熱器の作動を開始させることを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１６】
前記直接加熱器として、独立して温度制御可能な複数の加熱器が配置されていることを特徴とする請求項１０から１５のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１７】
前記補助加熱器が、前記被熱処理部材より下側に配置されていることを特徴とする請求項１０から１６のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１８】
前記内壁冷却器として、前記容器の内壁に接するように螺旋状に形成された冷却パイプが配置されていることを特徴とする請求項１０から１７のいずれかに記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばオートクレーブ成形法のように、容器内で被熱処理部材に対して熱処理を行う熱処理方法及びその熱処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含有する繊維強化プラスチック（被熱処理部材の一例）を成形する際には、繊維強化プラスチック材料及びその成形用の成形型を加熱する必要がある。
【０００３】
オートクレーブ成形法では、プリプレグと呼ばれるシート状の繊維強化プラスチック材料を成形型に積層し真空バッグに収容して圧力容器（オートクレーブ）内に入れて、真空バッグを真空引きすると共に真空バッグをガスの圧力で加圧しつつ加熱することが行われている。加熱には、例えば特許文献１に記載されたように、高温ガスを圧力容器内に循環させることが行われている。又、熱処理後に冷却するときに、低温ガスを圧力容器内に循環させることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７１１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
被熱処理部材を容器内に入れて高温ガスを循環させて加熱する方法は、容器内部全体を所望の目標温度まで昇温させる必要があるため、時間が掛かる。又、立体的な成形物の場合、厚みの違う部位があるため、全体を均一に加熱するためにゆっくりと昇温させる必要があるため、時間が掛かる。さらに、容器内部全体を所望の目標温度まで加熱するために、多くのエネルギーが必要になる。
【０００６】
熱処理後に低温ガスで冷却する場合、容器内部全体が高温になっていることから被熱処理部材を冷却するのに時間が掛かる。
【０００７】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、省エネルギーでありながら被熱処理部材を短時間で均一に加熱できると共に、被熱処理部材を短時間で均一に冷却することができる熱処理方法及び熱処理装置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】
【０００８】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された熱処理方法は、被熱処理部材に接触させるように配置された又は被熱処理部材に副資材を介して接触させるように配置された前記被熱処理部材を直接的に加熱する直接加熱器を配置し、前記被熱処理部材を収容する容器の内部空間を加熱する補助加熱器を配置し、前記容器の内壁を冷却する内壁冷却器を配置し、前記被熱処理部材を載置する載置台を冷却する載置台冷却器を配置し、前記容器の内部空間温度を測定する内部空間温度センサを配置し、前記被熱処理部材の複数の箇所の温度を測定する複数の標的温度センサを配置して、前記内部空間温度が前記被熱処理部材の加熱目標となる目標温度より低い温度になるように加熱すると共に、前記複数の標的温度センサの検出する温度が前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器及び前記載置台冷却器を制御して前記被熱処理部材の熱処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載された熱処理方法は、請求項１に記載のものであり、熱処理開始時に、前記補助加熱器を先に作動させた後に前記直接加熱器を作動させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載された熱処理方法は、請求項１又は２に記載のものであり、前記被熱処理部材が、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む繊維強化プラスチック材料であり、前記繊維強化プラスチック材料及びその成形用の成形型を真空バッグに収容し、前記真空バッグを真空引きすると共に前記容器の内部を加圧して、オートクレーブ成形を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された熱処理方法は、請求項３に記載のものであり、前記成形型を冷却する成形型冷却器を配置し、前記複数の標的温度センサの検出する温度が前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器、前記載置台冷却器及び前記成形型冷却器を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載された熱処理方法は、請求項１から４のいずれかに記載のものであり、前記内部空間温度を、前記目標温度を摂氏で表したときに、前記目標温度の５０％から８０％の範囲内の所定温度になるように前記補助加熱器及び前記内壁冷却器を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載された熱処理方法は、請求項１から５のいずれかに記載のものであり、熱処理開始時に、前記補助加熱器を先に作動させた後に、前記内部空間温度が前記目標温度の３０％から８０％の範囲内の温度になってから、前記直接加熱器の作動を開始させることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載された熱処理方法は、請求項１から６のいずれかに記載のものであり、前記直接加熱器として、独立して温度制御可能な複数の加熱器を配置することを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載された熱処理方法は、請求項１から７のいずれかに記載のものであり、前記補助加熱器を、前記被熱処理部材よりも下側に配置することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載された熱処理方法は、請求項１から８のいずれかに記載のものであり、前記内壁冷却器として、前記容器の内壁に接するように螺旋状に形成された冷却パイプを配置することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載された熱処理装置は、被熱処理部材を収容する容器と、前記被熱処理部材を載置する載置台と、前記被熱処理部材に接触させるように配置された又は被熱処理部材に副資材を介して接触させるように配置された、前記被熱処理部材を直接的に加熱する直接加熱器と、前記容器の内部空間を加熱する補助加熱器と、前記容器の内壁を冷却する内壁冷却器と、前記載置台を冷却する載置台冷却器と、前記被熱処理部材の複数の箇所の温度を測定する複数の標的温度センサと、前記容器の内部空間温度を測定する内部空間温度センサと、前記内部空間温度が前記被熱処理部材の加熱目標となる目標温度より低い温度になるように加熱すると共に、前記複数の標的温度センサの検出する温度が前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器及び前記載置台冷却器を制御する制御部とを、備えて前記被熱処理部材の熱処理を行うものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載された熱処理装置は、請求項１０に記載のものであり、前記制御部が、熱処理開始時に前記補助加熱器を先に作動させた後に前記直接加熱器を作動させることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２に記載された熱処理装置は、請求項１０又は１１に記載のものであり、前記被熱処理部材が、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む繊維強化プラスチック材料であり、前記繊維強化プラスチック材料及びその成形用の成形型が真空バッグに収容され、前記真空バッグを真空引きする減圧装置及び前記容器の内部を加圧する加圧装置を備えて、前記繊維強化プラスチック材料のオートクレーブ成形が可能に構成されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に記載された熱処理装置は、請求項１２に記載のものであり、前記成形型を冷却する成形型冷却器を備え、前記制御部が、前記複数の標的温度センサの検出する温度がいずれも前記目標温度になるように、前記直接加熱器、前記補助加熱器、前記内壁冷却器、前記載置台冷却器及び前記成形型冷却器を制御することを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に記載された熱処理装置は、請求項１０から１３のいずれかに記載のものであり、前記制御部が、前記内部空間温度を、前記目標温度を摂氏で表したときに、前記目標温度の５０％から８０％の範囲内の所定温度になるように、前記補助加熱器及び前記内壁冷却器を制御することを特徴とする。
【００２２】
請求項１５に記載された熱処理装置は、請求項１０から１４のいずれかに記載のものであり、前記制御部が、熱処理の開始時に、前記補助加熱器を先に作動させた後に、前記内部空間温度が前記目標温度の３０％から８０％の範囲内の温度になってから、前記直接加熱器の作動を開始させることを特徴とする。
【００２３】
請求項１６に記載された熱処理装置は、請求項１０から１５のいずれかに記載のものであり、前記直接加熱器として、独立して温度制御可能な複数の加熱器が配置されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１７に記載された熱処理装置は、請求項１０から１６のいずれかに記載のものであり、前記補助加熱器が、前記被熱処理部材より下側に配置されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１８に記載された熱処理装置は、請求項１０から１７のいずれかに記載のものであり、前記内壁冷却器として、前記容器の内壁に接するように螺旋状に形成された冷却パイプが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の熱処理方法及び熱処理装置によれば、直接加熱器が被熱処理部材を直接的に加熱することから被熱処理部材を短時間で加熱することができる。補助加熱器が内部空間を加熱することから、補助加熱器が無い場合と比較して被熱処理部材を早く加熱できると共に、周囲との温度差を減らせるため、被熱処理部材を全体的に均一に加熱することができる。容器の内部空間温度を被熱処理部材の加熱目標となる目標温度より低い温度に加熱すればよいので、目標温度まで加熱する場合と比較して省エネルギーである。内壁冷却器によって容器の内部空間温度を冷やせるため、補助加熱器の加熱と組み合わせて内部空間温度を所望の温度に迅速に安定化することができる。載置台冷却器によって載置台に接している側の被熱処理部材を冷却することができるため、載置台に接している側が高温になったときに冷却することで、被熱処理部材の温度を均一化することができる。載置台に接していない側の熱処理部材が高温になったときには、内壁冷却器で内部空間温度を冷却することで、被熱処理部材の温度を均一化することができる。さらに、内壁冷却器が容器の内壁を冷却すると共に載置台冷却器が被熱処理部材を載置する載置台を冷却することから、被熱処理部材を短時間で均一に冷却することができる。
【００２７】
加熱時に補助加熱器を先に作動させて容器の内部空間の加熱を開始した後に直接加熱器の作動を開始する場合、加熱の目標温度と被熱処理部材の周囲温度との差が小さくなるため、被熱処理部材を均一に加熱することができる。
【００２８】
オートクレーブ成形に適用する場合、繊維強化プラスチックを短時間で成形することができる。
【００２９】
成形型を冷却する成形型冷却器を配置する場合、例えば直接加熱器及び成形型冷却器を制御することで、被熱処理部材の温度制御をより短時間で精度よく行うことができる。又、成形型冷却器を作動させることで、被熱処理部材を短時間で冷却することができる。
【００３０】
内部空間温度を、目標温度を摂氏で表したときに、目標温度の５０％から８０％の範囲内の所定温度になるように補助加熱器及び内壁冷却器を制御する場合、省エネルギーでありながら、被熱処理部材を短時間で均一に加熱することができる。
【００３１】
熱処理開始時に、補助加熱器を先に作動させた後に、内部空間温度が目標温度の３０％から８０％の範囲内の温度になってから、直接加熱器の作動を開始させる場合、被熱処理部材をより均一に加熱することができる。
【００３２】
直接加熱器として、独立して温度制御可能な複数の加熱器を配置する場合、熱処理部材を部位ごとに加熱できるため、より均一に加熱することができる。
【００３３】
補助加熱器を被熱処理部材よりも下側に配置する場合、加熱した下側の気体が上昇して容器の内部に対流が生じるため、この対流で容器の内部空間の温度が均一化され、容器の内部にファンなどの気体循環装置を設けることが不要になり、省エネルギーである。又、補助加熱器によって載置台を加熱できるため、載置台の温度を制御することができる。
【００３４】
内壁冷却器として、容器の内壁に接するように螺旋状に形成された冷却パイプを配置する場合、容器全体を短時間で冷却することができるため、内部空間温度を短時間に冷却でき、被熱処理部材の温度をより短時間で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用する熱処理装置の一例である繊維強化プラスチック成形装置を模式的に示す縦断面図である。
【図２】本発明を適用する熱処理装置の一例である繊維強化プラスチック成形装置を模式的に示す横断面図である。
【図３】熱処理ブロックを模式的に示す断面図である。（ａ）は直接加熱器（第１の直接加熱器及び第２の直接加熱器）が真空バッグの外側に配置されている例、（ｂ）は直接加熱器（第１の直接加熱器及び第２の直接加熱器）が真空バッグの内側に配置されている例である。（ｂ）は成形型に凹凸がある例を示す。（ｃ）は、直接加熱器（第１の直接加熱器及び第２の直接加熱器）が成形型の内側に配置されている例である。
【図４】本発明を適用する熱処理装置の一例である繊維強化プラスチック成形装置の電気的なブロック図である。
【図５】本発明を適用する熱処理装置の一例である接着処理装置に用いる熱処理ブロックを模式的に示す断面図である。
【図６】本発明を適用する熱処理装置の一例である脱泡処理装置に用いる熱処理ブロックを模式的に示す断面図である。
【図７】実施例１の測定結果を示すグラフである。
【図８】実施例２の測定結果を示すグラフである。
【図９】比較例１の測定結果を示すグラフである。
【図１０】実施例３の測定結果を示すグラフである。
【図１１】比較例２の測定結果を示すグラフである。
【図１２】比較例３の測定結果を示すグラフである。
【図１３】実施例４の測定結果を示すグラフである。
【図１４】実施例５の測定結果を示すグラフである。
【図１５】実施例６の測定結果を示すグラフである。
【図１６】実施例７の測定結果を示すグラフである。
【図１７】実施例８の測定結果を示すグラフである。
【図１８】参考例１の測定結果を示すグラフである。
【図１９】実施例９の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態例に限定されるものではない。
【００３７】
図１〜図４に、本発明を適用する熱処理装置１を示す。この熱処理装置１は、一例として繊維強化プラスチック成形装置である。以下、熱処理装置１を繊維強化プラスチック成形装置１ともいう。図１、図２に示すように、繊維強化プラスチック成形装置１は、一例として、繊維強化プラスチック材料（被熱処理部材１０１）をオートクレーブ成形するものである。繊維強化プラスチック成形装置１は、圧力容器２、載置台３、第１の直接加熱器４Ａ、第２の直接加熱器４Ｂ、第１の補助加熱器４Ｃ、第２の補助加熱器４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚ（図３（ａ）参照）、冷却源２１、冷却源２２、冷却源２３、第１の標的温度センサ３１（図３（ａ）参照）、第２の標的温度センサ３２（図３（ａ）参照）、内部空間温度センサ３３、載置台温度センサ３４、第１の直接加熱器温度センサ４１Ａ（図３（ａ）参照）、第２の直接加熱器温度センサ４１Ｂ（図３（ａ）参照）、第１の補助加熱器温度センサ４１Ｃ、第２の補助加熱器温度センサ４１Ｄ、内壁冷却器温度センサ４１Ｘ、載置台冷却器温度センサ４１Ｙ、成形型冷却器温度センサ４１Ｚ（図３（ａ）参照）、減圧装置１１、加圧装置１４及び制御部８を備えている。繊維強化プラスチック成形装置１は、載置台３の上に熱処理ブロック６を載置して成形（熱処理）を行う。なお、図２では、温度センサ等の図示を省略している。
【００３８】
熱処理ブロック６は、後に詳述するが、被熱処理部材１０１（図３（ａ）参照）を有し、被熱処理部材１０１の上部側を加熱する直接加熱器４Ａ、及び被熱処理部材１０１の下部側を加熱する直接加熱器４Ｂを備えている。
【００３９】
圧力容器２は、内部に被熱処理部材１０１（図３（ａ）参照）を収容するものである。圧力容器２は、内部を常圧（１気圧）よりも高圧にすることが可能な金属製の耐圧容器（加圧容器）であり、この例ではオートクレーブ用の圧力容器である。圧力容器２は、一例として略円筒状の形状に形成されており、図１には、その縦断面図が模式的に図示されている。圧力容器２は、熱処理ブロック６を出し入れするための開閉扉２ａを備えている。圧力容器２の内部には、載置台３が配置されている。
【００４０】
載置台３は、熱処理ブロック６（被熱処理部材１０１）を載置するものである。載置台３は、板状に形成されており、水平に配置されている。載置台３は、熱処理ブロック６を圧力容器２に出し入れしやすいように、例えばローラー又はレールなどで開閉扉２ａ方向に移動可能に構成されていてもよい。
【００４１】
載置台３は、熱伝導性のよい例えばアルミニウムなどの金属で形成されている。載置台３には、載置台３を冷却する載置台冷却器５Ｙが配置されている。載置台冷却器５Ｙは、載置台３を冷却することができるものであればどのようなものであってもよい。載置台冷却器５Ｙの温度は、制御部８に制御される。
【００４２】
載置台冷却器５Ｙは、一例として、冷却用の熱媒体（例えば水）が内部を通る冷却パイプ（以下、冷却パイプ５Ｙともいう）である。冷却パイプ５Ｙは、一例として、つづら折り状に形成されている。載置台３は例えば上下に分かれるように分割されて、載置台３の内部に冷却パイプ５Ｙが埋め込まれるように配置されている。冷却パイプ５Ｙは、圧力容器２の外部に配置された冷却源２２に接続されている。冷却源２２は、例えば冷却熱媒体循環装置であり、熱媒体を冷却して冷却パイプ５Ｙ内を循環させる公知のものである。又は、冷却源２２は、熱媒体を循環させずに垂れ流す方式のものであってもよい。冷却パイプ５Ｙの形状はつづら折り状に限られず、任意の形状に形成することができる。なお、載置台冷却器５Ｙが、ペルチェ素子であってもよい。
【００４３】
圧力容器２の内部には、補助加熱器４Ｃが配置されている。補助加熱器４Ｃは、圧力容器２の内部空間を補助的に加熱するものである。補助加熱器４Ｃは、例えば電気ヒーターである。補助加熱器４Ｃは、圧力容器２の内部の任意の位置に配置されるが、熱処理ブロック６（被熱処理部材１０１）よりも下側に配置されていることが好ましい。補助加熱器４Ｃは、載置台３と非接触になるように載置台３よりも下側に配置されていてもよいし、載置台３に接触させて載置台３の下側に配置されていてもよいし、載置台３の内部に配置されていてもよいし、載置台３の上部に接触するように配置されていてもよい。補助加熱器４Ｃは、制御部８によって加熱する温度を制御される。
【００４４】
複数の補助加熱器を配置してもよい。同図では、複数（一例として２つ）の補助加熱器４Ｃ及び補助加熱器４Ｄを配置した例を示している。補助加熱器４Ｃ及び補助加熱器４Ｄのいずれか一方だけを配置してもよいが、少なくとも熱処理ブロック６（被熱処理部材１０１）よりも下側に位置する補助加熱器４Ｃを配置することが好ましい。
【００４５】
圧力容器２の内部には、内壁冷却器５Ｘが配置されている。内壁冷却器５Ｘは、圧力容器２の内壁（壁部）を冷却するためのものである。内壁冷却器５Ｘは、内壁を冷却することができるものであればどのようなものであってもよい。内壁冷却器５Ｘの温度は、制御部８に制御される。
【００４６】
内壁冷却器５Ｘは、一例として、冷却用の熱媒体（例えば水）が内部を通る冷却パイプ（以下、冷却パイプ５Ｘともいう）である。この冷却パイプ５Ｘは、一例として、圧力容器２の円筒状の内壁とほぼ同様の外径及び筒長の螺旋状（コイル状）に形成されたものであり、圧力容器２の内壁に接するように配置されている。冷却パイプ５Ｘは、圧力容器２の内壁の表面に接していてもよいし、圧力容器２の内壁に埋め込まれるように接していてもよい。冷却パイプ５Ｘは、圧力容器２の外部に配置された冷却源２１に接続されている。冷却源２１は、例えば冷却熱媒体循環装置であり、熱媒体を冷却して冷却パイプ５Ｘ内を循環させる公知のものである。又は、冷却源２２は、熱媒体を循環させずに垂れ流す方式のものであってもよい。冷却パイプ５Ｘの形状は螺旋状に限られず、任意の形状に形成することができる。冷却パイプ５Ｘが、圧力容器２の壁に埋め込まれていてもよい。なお、内壁冷却器５Ｘが、ペルチェ素子であってもよい。
【００４７】
また、圧力容器２には複数の温度センサが配置されている。内部空間温度センサ３３は、圧力容器２の内部空間（内部の気体）温度を測定するものである。内部空間温度センサ３３は、圧力容器２の内空の上部側に配置されていることが好ましい。載置台温度センサ３４は、載置台３の温度を測定するものである。補助加熱器温度センサ４１Ｃは、補助加熱器４Ｃの温度を測定するものである。補助加熱器温度センサ４１Ｄは、補助加熱器４Ｄの温度を測定するものである。内壁冷却器温度センサ４１Ｘは、内壁冷却器５Ｘの温度を測定するものである。載置台冷却器温度センサ４１Ｙは、載置台冷却器５Ｙの温度を測定するものである。これらの温度センサ３３〜４１Ｙは、公知のものであり、例えば熱電対である。
【００４８】
図３（ａ）に、熱処理ブロック６を示す。熱処理ブロック６は、熱処理される被熱処理部材１０１と、その成形用の成形型１０２及び真空バッグ１０３などの熱処理用（成形用）の副資材とを備えるものであり、さらに複数の直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂを備えている。
【００４９】
直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂは、被熱処理部材１０１に接触させるように配置された又は被熱処理部材１０１に副資材を介して接触させるように配置された、被熱処理部材１０１を直接的に加熱するものである。直接加熱器４Ａは、一例として、被熱処理部材１０１の上側に真空バッグ１０３（副資材の一例）を介して配置されており、被熱処理部材１０１の上部側を直接的に加熱するものである。直接加熱器４Ｂは、一例として、被熱処理部材１０１の下側に成形型１０２及び真空バッグ１０３（共に副資材の一例）を介して配置されており、被熱処理部材１０１の下部側を直接的に加熱するものである。複数の直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂは、独立して温度制御可能である。
【００５０】
複数の直接加熱器を被熱処理部材１０１に配置する場合、被熱処理部材１０１の温度差が大きくなる部位に直接加熱器を配置することが好ましい。例えば、被熱処理部材１０１は上部と下部とで温度差が大きくなりやすいことから、被熱処理部材１０１の上側に直接加熱器４Ａを配置すると共に、被熱処理部材１０１の下側に直接加熱器４Ｂを配置することが好ましい。被熱処理部材１０１の形状に合わせて、温度差が大きくなる任意の位置に分けるように、複数の直接加熱器を配置すればよい。
【００５１】
直接加熱器４Ａは、被熱処理部材１０１を加熱できるものであればどのようなものであってもよく、例えば電気ヒーターである。直接加熱器４Ａは、制御部８によって加熱する温度を制御される。直接加熱器４Ａが可撓性を有するシート状ヒーター又は布状ヒーターである場合、被熱処理部材１０１の立体形状に応じて形状が変化して、被熱処理部材１０１に密着する。直接加熱器４Ａは、被熱処理部材１０１の立体形状に応じて予め形成された硬質のものであってもよい。
【００５２】
直接加熱器４Ｂは、被熱処理部材１０１を加熱できるものであればどのようなものであってもよく、例えば電気ヒーターである。直接加熱器４Ａと直接加熱器４Ｂとが異なる形式の加熱器であってもよい。直接加熱器４Ｂは、制御部８によって加熱する温度を制御される。直接加熱器４Ｂが可撓性を有するシート状ヒーター又は布状ヒーターである場合、成形型１０２の立体形状に応じて形状が変化して、成形型１０２に密着する。直接加熱器４Ｂは、成形型１０２の立体形状に応じて予め形成された硬質のものであってもよい。
【００５３】
この例では、被熱処理部材１０１は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む繊維強化プラスチック材料である。オートクレーブ成形では、被熱処理部材１０１として、プリプレグと呼ばれるシート状の繊維強化プラスチック材料（以下、プリプレグ１０１ともいう）が用いられ、成形型１０２の上にプリプレグ１０１が積層される。プリプレグ１０１は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂（マトリックス）を繊維に含浸させたものである。プリプレグ１０１の繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、樹脂繊維が挙げられる。炭素繊維を使用した炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）は、航空機、宇宙機器などの構造体に好ましく用いられている。なお、成形後にプリプレグ１０１を成形型１０２から剥離しやすくするために、プリプレグ１０１と成形型１０２との間に、剥離用シートや剥離剤を配置してもよい。
【００５４】
成形型１０２は、一例として金属、樹脂、木材又は石膏で形成されたものである。成形型１０２は、複雑な立体形状に形成されているものであってもよい。プリプレグ１０１が成形型１０２の上側に配置されている例を示したが、プリプレグ１０１が成形型１０２の下側（載置台３側）や側部側に配置されていてもよい。
【００５５】
成形型１０２には、成形型１０２を冷却する成形型冷却器５Ｚが配置されている。成形型冷却器５Ｚは、成形型１０２を冷却することができるものであればどのようなものであってもよい。成形型冷却器５Ｚの温度は、制御部８（図１，図４参照）に制御される。成形型冷却器５Ｚが設けられていることが好ましいが、必要性に応じて省略してもよい。
【００５６】
成形型冷却器５Ｚは、一例として、冷却用の熱媒体（例えば水）が内部を通る冷却パイプ（以下、冷却パイプ５Ｚともいう）である。冷却パイプ５Ｚは、一例として、つづら折り状に形成されている。成形型１０２は例えば上下に分かれるように分割されて、成形型１０２の内部に冷却パイプ５Ｚが埋め込まれるように配置されている。冷却パイプ５Ｚは、圧力容器２の外部に配置された冷却源２３（図１参照）に接続されている。冷却源２３は、例えば冷却熱媒体循環装置であり、熱媒体を冷却して冷却パイプ５Ｚ内を循環させる公知のものである。又は、冷却源２３は、熱媒体を循環させずに垂れ流す方式のものであってもよい。冷却パイプ５Ｚの形状はつづら折り状に限られず、任意の形状に形成することができる。なお、成形型冷却器５Ｚが、ペルチェ素子であってもよい。
【００５７】
なお、図１に示すように、内壁冷却器５Ｘに冷却源２１が接続され、載置台冷却器５Ｙに冷却源２２が接続され、成形型冷却器５Ｚに冷却源２３が接続されている例を示したが、１つの冷却源に内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚを配管接続する構成にしてもよい。この場合、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚの各々に流れる熱媒体の流量を例えば制御弁を用いて調整することで、温度調整するようにしてもよい。
【００５８】
真空バッグ１０３は、プリプレグ１０１及び成形型１０２をバギングするための可撓性を有する袋又はシートである。真空バッグ１０３は、袋状に一体的に形成したものであってもよいし、２枚のシートの周縁部を接着剤やシール材で張り合わせて袋状に形成したものであってもよい。又、真空バッグ１０３は、１枚のシートの周縁部を接着剤やシール材で成形型１０２に貼り付けたものであってもよい。真空バッグ１０３は、成形時の温度に耐えられる材質で形成されている。
【００５９】
熱処理ブロック６には、被熱処理部材１０１（プリプレグ１０１）の複数の箇所の温度を測定するための複数（一例として２つ）の標的温度センサ３１、３２が配置されている。複数の標的温度センサ３１、３２は、被熱処理部材１０１の温度差が大きくなる部位に配置することが好ましい。例えば、被熱処理部材１０１は上部と下部とで温度差が大きくなりやすいことから、被熱処理部材１０１の上側に標的温度センサ３１を配置し、被熱処理部材１０１の下側に標的温度センサ３２を配置することが好ましい。複数の直接加熱器４Ａ，４Ｂを配置する場合、複数の直接加熱器４Ａ，４Ｂに近い部位の被熱処理部材１０１の温度を測定するように、複数の標的温度センサ３１、３２を配置することがこのましい。標的温度センサ３１、３２は、被熱処理部材１０１に接触させて配置されていてもよいし、被熱処理部材１０１から多少離れて配置されていてもよいし、被熱処理部材１０１の内部に配置されていてもよい。同図では、２つの標的温度センサ３１、３２を配置した例を示したが、被熱処理部材１０１の形状に応じて、２つ以上の標的温度センサを配置するようにしてもよい。
【００６０】
又、熱処理ブロック６には、直接加熱器４Ａの温度を測定するための直接加熱器温度センサ４１Ａ、及び直接加熱器４Ｂの温度を測定するための直接加熱器温度センサ４１Ｂが配置されていることが好ましい。又、成形型冷却器５Ｚの温度を測定する成形型冷却器温度センサ４１Ｚが配置されていることが好ましい。
【００６１】
図３（ａ）の熱処理ブロック６では、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂが真空バッグ１０３の外側に配置されている例を示している。図３（ｂ）の熱処理ブロック６ａでは、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂが真空バッグ１０３の内側に配置されている例を示している。このように、直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂを、真空バッグ１０３の内部に配置しても外部に配置してもよい。なお、図３（ａ）では、成形型１０２が平坦な板状に形成されている例を示し、図３（ｂ）では、成形型１０２ａが凹凸を有する板状に形成されている例を示している。
【００６２】
図３（ｂ）に示すように、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂが真空バッグ１０３の内側に配置されている場合、直接加熱器４Ａが近くなるため被熱処理部材１０１を加熱しやすくなり、直接加熱器４Ｂが近くなるため成形型１０２及び被熱処理部材１０１を加熱しやすくなるため、好ましい。
【００６３】
図１に示す減圧装置１１は、真空バッグ１０３を真空引きするものである。減圧装置１１は、真空ポンプ１２、及び真空ポンプ１２に繋がる配管１３を有している。真空ポンプ１２は、圧力容器２の外部に配置されている。配管１３は、真空バッグ１０３に繋がれており、真空ポンプ１２によって真空バッグ１０３の内側が真空引きされる。図２，図３では、配管１３の図示を省略している。
【００６４】
加圧装置１４は、圧力容器２の内部を加圧するものである。加圧装置１４は、例えば窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを加圧するコンプレッサ１５、及びコンプレッサ１５に繋がる配管１６を有している。コンプレッサ１５は、圧力容器２の外部に配置されている。配管１６は、圧力容器２内に繋がれており、圧力容器２の内部が高圧ガスで加圧される。
【００６５】
被熱処理部材（プリプレグ）１０１、真空バッグ１０３、減圧装置１１及び加圧装置１４は、従来のオートクレーブ成形に用いられているものと同様のものを用いることができる。
【００６６】
図４に、繊維強化プラスチック成形装置１の電気的なブロック図を示す。制御部８は、繊維強化プラスチック成形装置１の動作を総合的に制御するものであり、図示しないが、ＣＰＵ、メモリ及び外部インタフェース回路等を備えている。
【００６７】
制御部８には、直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄ、冷却源２１（内壁冷却器５Ｘ）、冷却源２２（載置台冷却器５Ｙ）、冷却源２３（成形型冷却器５Ｚ）、標的温度センサ３１、標的温度センサ３２、内部空間温度センサ３３、載置台温度センサ３４、直接加熱器温度センサ４１Ａ、直接加熱器温度センサ４１Ｂ、補助加熱器温度センサ４１Ｃ、補助加熱器温度センサ４１Ｄ、内壁冷却器温度センサ４１Ｘ、載置台冷却器温度センサ４１Ｙ、成形型冷却器温度センサ４１Ｚ、減圧装置１１及び加圧装置１４が接続されている。
【００６８】
次に、本発明を適用する熱処理方法の一例である繊維強化プラスチック成型方法について説明しつつ、繊維強化プラスチック成型装置１の動作について説明する。
【００６９】
本発明を適用する繊維強化プラスチック成型方法は、被熱処理部材１０１に接触させるように配置された又は被熱処理部材１０１に副資材（成形型１０２、真空バッグ１０３等）を介して接触させるように配置された、被熱処理部材１０１を直接的に加熱する直接加熱器（直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ）を配置し、被熱処理部材１０１を収容する圧力容器２の内部空間を加熱する補助加熱器（補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄ）を配置し、圧力容器２の内壁を冷却する内壁冷却器５Ｘを配置し、被熱処理部材１０１を載置する載置台３を冷却する載置台冷却器５Ｙを配置し、成形型１０２を冷却する成形型冷却器５Ｚを配置し、圧力容器２内の温度（内部空間温度）を測定する内部空間温度センサ３３を配置し、被熱処理部材１０１の上部側の温度を測定する標的温度センサ３１及び被熱処理部材１０１の下部側の温度を測定する標的温度センサ３２を配置して、内部空間温度が被熱処理部材１０１の加熱目標となる目標温度より低い温度になるように加熱すると共に、標的温度センサ３１及び標的温度センサ３２の検出する温度が前記目標温度になるように、直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、及び載置台冷却器５Ｙを制御するものである。
【００７０】
熱処理開始時に、補助加熱器４Ｃ及び補助加熱器４Ｄを先に作動させた後に直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動を開始させることが好ましい。この場合、目標温度を摂氏（セルシウス度、℃）で表したときに、内部空間温度が目標温度の３０％から８０％の範囲内（３０％以上８０％以下）の温度になってから、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動を開始させることがより好ましい。
【００７１】
又、内部空間温度が前記目標温度の５０％から８０％の範囲内（５０％以上８０％以下）の所定温度になるように補助加熱器４Ｃ，４Ｄ及び内壁冷却器５Ｘを制御して加熱することが好ましい。
【００７２】
被熱処理部材１０１が熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を含む繊維強化プラスチック材料であり、繊維強化プラスチック材料及びその成形用の成形型１０２を真空バッグ１０３に収容し、繊維強化プラスチック成型装置１が、真空バッグ１０３を真空引きすると共に圧力容器２の内部を加圧して、被熱処理部材１０１をオートクレーブ成形することが好ましい。成形型１０２を冷却する成形型冷却器５Ｚを配置することが好ましい。複数の標的温度センサ３１，３２の検出する温度が目標温度になるように、
直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ及び成形型冷却器５Ｚを制御することが好ましい。成形型１０２を冷却する成形型冷却器５Ｚを配置することで、直接加熱器４Ａ，４Ｂ及び成形型冷却器５Ｚを制御して被熱処理部材１０１の温度制御をより短時間で精度よく行うことができる。又、成形型冷却器５Ｚを作動させることで、被熱処理部材１０１を短時間で冷却することができる。なお、成形型冷却器５Ｚの配置を省略してもよい。
【００７３】
以下、具体的に説明する。
【００７４】
オートクレーブ成形を行う際に、一例として、圧力容器２の外部で熱処理ブロック６を準備する。先ず、図３（ａ）に示すように、成形型１０２の上に被熱処理部材（プリプレグ）１０１を積層する。このときに、被熱処理部材１０１の上部に標的温度センサ３１、下部に標的温度センサ３２をセットする。続いて、プリプレグ１０１及び成形型１０２を真空バッグ１０３に収容する。真空バッグ１０３の上部に直接加熱器４Ａを配置し、真空バッグ１０３の下部に直接加熱器４Ｂを配置する。
【００７５】
次に、圧力容器２の開閉扉２ａを開け、載置台３の上に熱処理ブロック６を載置する。成形型１０２の成形型冷却器５Ｚに冷却源２３を接続する。真空バッグ１０３には、減圧装置１１の配管１３をセットする。圧力容器２の開閉扉２ａを閉じて、成形の準備が整う。
【００７６】
続いて、繊維強化プラスチック成形装置１を作動させる。
【００７７】
制御部８は、減圧装置１１の真空ポンプ１２を作動させて、真空バッグ１０３の内部を真空引きする。これと共に、制御部８は、加圧装置１４のコンプレッサ１５を作動させ、圧力容器２の内部を高圧ガスで所定圧力まで加圧する。これにより、真空バッグ１０３の内部の空気が排出され、真空バッグ１０３の内部の隙間等の空間が無くなり、繊維強化プラスチック材料１０１と成形型１０２とが密着するように真空バッグ１０３に押し付けられる。
【００７８】
又、制御部８が、熱処理（加熱）を開始する。制御部８が熱処理（直接加熱器４Ａ，４Ｂ、補助加熱器４Ｃ，４Ｄによる加熱）を開始するタイミングは任意である。制御部８は、減圧装置１１及び加圧装置１４の作動開始と共に、熱処理を開始してもよいし、減圧装置１１及び加圧装置１４の作動を開始して圧力容器２の内部が所定圧力まで加圧された後に、熱処理を開始してもよい。時間を短縮するために、制御部８は、減圧装置１１及び加圧装置１４の作動開始と共に、熱処理を開始することが好ましい。
【００７９】
熱処理の開始時に、制御部８は、補助加熱器４Ｃ及び補助加熱器４Ｄの作動（加熱）を開始して、圧力容器２の内部空間の加熱を開始した後に、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動（加熱）を開始することが好ましい。つまり、制御部８は、圧力容器２の内部空間温度が被熱処理部材１０１の温度よりも高い温度になってから、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂを作動させて、被熱処理部材１０１の直接加熱を開始することが好ましい。制御部８は、圧力容器２の内部空間の温度を内部空間温度センサ３３によって検出する。制御部８は、被熱処理部材１０１の温度を標的温度センサ３２，３３によって検出する。又、制御部８は、他の各温度センサによって各部の温度を検出する。
【００８０】
例えば、制御部８は、補助加熱器４Ｃ及び補助加熱器４Ｄの作動を開始してから、内部空間温度が被熱処理部材１０１よりも高温であり、被熱処理部材１０１の加熱目標となる目標温度（成形温度）の３０％から８０％の範囲内（３０％以上８０％以下）の温度になってから、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動を開始させることがより好ましい。又は、制御部８は、被熱処理部材１０１の温度より、一例として１０℃以上、好ましくは２０℃以上、より好ましくは３０℃以上、さらに好ましくは４０℃以上内部空間温度が高温になってから、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動を開始させることがより好ましい。なお、加熱条件によっては、直接加熱器４Ａ，４Ｂ及び補助加熱器４Ｃ，４Ｄを同時に作動させるようにしてもよいし、直接加熱器４Ａ，４Ｂを先に作動させ、補助加熱器４Ｃ，４Ｄを後に作動させるようにしてもよい。
【００８１】
目標温度（成形温度）は、一例として被熱処理部材１０１の熱処理（成形）を行うための最高温度である。目標温度（成形温度）は、被熱処理部材１０１の種類や熱処理条件に対応させて適宜設定すればよい。例えば熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合、エポキシ樹脂の硬化温度は１００〜２５０℃程度であるため、その硬化温度を目標温度とすればよい。例えば熱硬化性樹脂としてポリイミドを用いた場合、ポリイミドの硬化温度は３００〜４００℃程度であるため、その硬化温度を目標温度とすればよい。なお、熱処理に応じて、目標温度が時間変化によらず一定の場合もあるし、時間変化などの所定条件に対応させて目標温度を変化させる場合もある。
【００８２】
例えば、被熱処理部材１０１がエポキシ樹脂であり、加熱目標となる目標温度（成形温度）を１３０℃とした場合、補助加熱器４Ｃ及び補助加熱器４Ｄの作動を開始してから、内部空間温度が一例としてその３０％から８０％の範囲内の温度である３９℃から１０４℃の範囲内の温度になったときに、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動を開始することが好ましい。
【００８３】
補助加熱器４Ｃ，４Ｄは、被熱処理部材１０１の成形に必要な目標温度（成形温度）まで圧力容器２の内部空間を加熱するものではなく、成形温度よりも低い温度に内部空間を補助的に加熱するためのものである。制御部８は、内部空間温度センサ３３によって内部空間温度を検出し、補助加熱器４Ｃ，４Ｄをフィードバック制御して、内部空間温度センサ３３の検出する内部空間温度が被熱処理部材１０１の加熱目標となる目標温度（成形温度）よりも低い所定温度になるように制御することが好ましい。制御部８は、内部空間温度センサ３３によって内部空間温度を検出し、内部空間温度が所定温度になるように、補助加熱器４Ｃ，４Ｄ及び内壁冷却器５Ｘをフィードバック制御するがより好ましい。このように、補助加熱器４Ｃ，４Ｄ及び内壁冷却器５Ｘを制御することで、内部空間温度を所定温度に短時間で精度よく安定化させることができる。
【００８４】
制御部８は、目標温度を摂氏で表したときに、一例として、内部空間温度が目標温度の５０％から８０％の範囲内の所定温度になるように、補助加熱器４Ｃ，４Ｄ（及び内壁冷却器５Ｘ）を制御することが好ましい。制御部８が補助加熱器４Ｃ及び補助加熱器４Ｄだけでなく内壁冷却器５Ｘも制御する場合、内部空間温度を所定温度に迅速に安定化できる。
【００８５】
例えば、被熱処理部材１０１がエポキシ樹脂であり、加熱目標となる目標温度（成形温度）を１３０℃とした場合、一例としてその５０％から８０％の範囲内の温度である６５℃から１０４℃の範囲内の所定温度に内部空間温度を制御することが好ましい。なお、熱処理開始時（加熱開始時）に、補助加熱器４Ｃ，４Ｄを先に作動させて前記所定温度に達してから直接加熱器４Ａ，４Ｂの作動を開始することがより好ましいが、前記所定温度に達する前に直接加熱器４Ａ，４Ｂの作動を開始してもよい。
【００８６】
直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂは被熱処理部材１０１を上下から挟むように配置されているため、従来法のように圧力容器２の内部空間全体を目標温度まで加熱する場合と比較して、被熱処理部材１０１を短時間で目標温度まで加熱することができる。又、補助加熱器４Ｃ，４Ｄは目標温度よりも低い温度までしか内部空間を加熱せず、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂが被熱処理部材１０１を直接的に加熱するため、加熱に要するエネルギーは従来法よりも少なくてよく、省エネルギーである。
【００８７】
制御部８は、被熱処理部材１０１の上部及び下部の温度が所望の同じ目標温度になるように、標的温度センサ３１の検出する温度に基づき直接加熱器４Ａをフィードバック制御すると共に、標的温度センサ３２の検出する温度に基づき直接加熱器４Ｂをフィードバック制御する。このように直接加熱器４Ａと直接加熱器４Ｂとを独立して制御することにより、立体的な形状の被熱処理部材１０１であっても均一に加熱することができる。又、制御部８は、標的温度センサ３１，３２の検出する温度に基づき、成形型冷却器５Ｚをフィードバック制御してもよい。
【００８８】
オートクレーブ成形のような熱処理では、被熱処理部材１０１を全体的に均一に加熱することが重要である。被熱処理部材１０１を含む熱処理ブロック６は、下部側が載置台３に接するように載置されており、上部側が空間に解放されているため、上部と下部とで周囲の環境が異なっている。つまり、熱処理ブロック６（被熱処理部材１０１）から周囲に逃げる熱エネルギーが上部と下部とで異なっている。制御部８は、被熱処理部材１０１の上下が同じ温度で昇温するように、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂを独立してフィードバック制御するが、補助加熱器４Ｃ，４Ｄを配置しない場合には、一方を加熱しすぎてオーバーシュートが生じたり、一方の加熱性能が足りなくなったりして温度差が生じてしまい、均一に加熱することが難しかった。そこで、補助加熱器４Ｃ，４Ｄを配置して、補助的に圧力容器２の内部空間を予め加熱したところ、均一に加熱できることが分かった。その理由は、圧力容器２の内部空間を予め加熱しておくと、被熱処理部材１０１が補助的に加熱されて、被熱処理部材１０１の温度と目標温度との温度差が小さくなるため、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの加熱すべき熱エネルギーが小さくなって、直接加熱器４Ａ，４Ｂの加熱能力によらず被熱処理部材１０１を均一に加熱できるようになると解される。又、補助加熱器４Ｃ，４Ｄを配置して補助的に加熱しておくと、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂで加熱したときに、オーバーシュートを減らせることが分かった。補助加熱器４Ｃ，４Ｄが加熱する温度を目標温度に近い高温にすると、補助的な加熱に時間が掛かり、エネルギーも多く必要になることから、最適な補助加熱温度を探求したところ、圧力容器２の内部空間を目標温度の５０％から８０％の範囲内の温度に加熱すればよいことが分かった。
【００８９】
被熱処理部材１０１よりも下側に補助加熱器４Ｃを配置すると、補助加熱器４Ｃが加熱した圧力容器２の底部の気体が上昇して圧力容器２の内部に対流が生じる。この対流で、圧力容器２の内部空間の温度が均一化されるため、圧力容器２の内部にファンなどの気体循環装置を設けることが不要になる。なお、必要性に応じて、圧力容器２の内部に気体循環装置を配置してもよい。
【００９０】
又、載置台３に補助加熱器４Ｃを配置したり、載置台３よりも下側に補助加熱器４Ｃを配置したりすると載置台３を加熱できるため、載置台冷却器５Ｙと組み合わせることで載置台３の温度を制御することができる。
【００９１】
制御部８は、被熱処理部材１０１の上部の温度及び下部の温度が目標温度に達すると、被熱処理部材１０１を目標温度に維持させるように、直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚを適宜制御する。制御部８は、これらの温度を、各部の温度センサ３１〜３４、４１Ａ〜４１Ｚによって検出することができる。なお、標的温度センサ３１と直接加熱器温度センサ４１Ａとが近くに配置されているため、検出する温度にほとんど差がない場合、いずれか一方のみを配置して兼用するようにしてもよい。又、標的温度センサ３２と直接加熱器温度センサ４１Ｂと成形型冷却器温度センサ４１Ｚとが近くに配置されているため、検出する温度にほとんど差がない場合、いずれか一つのみを配置して兼用するようにしてもよい。
【００９２】
配置する温度センサは、必要性に応じて、適宜設定すればよい。被熱処理部材１０１の上部及び下部（複数の箇所）を目標温度に制御する必要性、及び、圧力容器２の内部温度を制御する必要性から、標的温度センサ３１，３２及び内部空間温度センサ３３を少なくとも配置する必要がある。標的温度センサ３１，３２及び内部空間温度センサ３３が所望の温度になるように、制御部８が各加熱器４Ａ〜４Ｄ、各冷却器５Ｘ〜５Ｚを制御すればよい。他の温度センサ３４、４１Ａ〜４１Ｚは無くしてもよい。
【００９３】
制御部８は、冷却源２１を制御して、内壁冷却器５Ｘの温度を制御する。又、制御部８は、冷却源２２を制御して、載置台冷却器５Ｙの温度を制御する。又、制御部８は、冷却源２３を制御して、成形型冷却器５Ｚの温度を制御する。
【００９４】
例えば、被熱処理部材１０１の上部及び下部が目標温度を維持するように、直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、及び成形型冷却器５Ｚを主としてフィードバック制御する。被熱処理部材１０１の上部の温度を下げたい場合、内壁冷却器５Ｘの温度を下げるように制御してもよい。被熱処理部材１０１の下部の温度を下げたい場合、載置台冷却器５Ｙの温度を下げるように制御してもよい。又、例えば、内部空間温度が所定温度を維持するように、補助加熱器４Ｃ，４Ｄ及び内壁冷却器５Ｘを主としてフィードバック制御する。
【００９５】
直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚを作動させることで、被熱処理部材１０１を所望の目標温度に安定化させることができる。これらを作動させることで、時間に対する所望の温度変化特性（温度変化曲線）で温度を上昇させたり下降させたりさせる温度制御を精度よく行うことができる。
【００９６】
制御部８は、目標温度（成形温度）にて被熱処理部材１０１の成形に必要な熱処理時間が経過した後に、被熱処理部材１０１を一例として常温まで冷却する。
【００９７】
制御部８は、被熱処理部材１０１を冷却するために、直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄを停止すると共に、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚの作動を開始させる。
【００９８】
成形型冷却器５Ｚは、被熱処理部材１０１を含む熱処理ブロック６を内部から冷却するため、被熱処理部材１０１を直接的に冷却することができる。
【００９９】
内壁冷却器５Ｘは、圧力容器２の内壁に沿って螺旋状に配管されているため、圧力容器２の壁部を全体的に直接冷却するため、圧力容器２の内部空間を全体的に短時間で冷却することができる。そのため、圧力容器２の内部にファン等の気体循環装置が不要になる。なお、必要性に応じて、圧力容器２の内部に気体循環装置を配置してもよい。
【０１００】
載置台冷却器５Ｙは、熱処理時に高温になった載置台３及び熱処理ブロック６の下部を冷却することができる。
【０１０１】
これら内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚを備えることで、被熱処理部材１０１を短時間に冷却することができる。
【０１０２】
制御部８が、標的温度センサ３１及び標的温度センサ３２の検出する温度を監視して、被熱処理部材１０１の上部と下部とが同じ温度になるように直接加熱器４Ａ，直接加熱器４Ｂ，補助加熱器４Ｃ、補助加熱器４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚを適宜制御することで、被熱処理部材１０１を全体的に均一に冷却することができる。又、時間に対する所望の温度変化特性で温度を下降させることができる。
【０１０３】
以上で、被熱処理部材１０１のオートクレーブ成形が完了する。
【０１０４】
なお、図３（ｃ）の熱処理ブロック６ｂに示すように、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂが成形型１０２ｂの内部に配置されていてもよい。図３（ｃ）では、一例として、成形型１０２ｂが略Ｌ字型に形成されている例を示している。温度差の生じやすい部位に直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂが配置されている。具体的には、直接加熱器４Ａが略Ｌ字型の成形型１０２ｂの長片部分の内部に配置されており、直接加熱器４Ｂが略Ｌ字型の成形型１０２ｂの短片部分の内部に配置されていて、被熱処理部材１０１を直接的に加熱する。標的温度センサ３１は、直接加熱器４Ａの加熱する被熱処理部材１０１の部位の温度を測定可能な位置に配置されている。標的温度センサ３２は、直接加熱器４Ｂの加熱する被熱処理部材１０１の部位の温度を測定可能な位置に配置されている。
【０１０５】
図３（ｃ）の熱処理ブロック６ｂであっても、図３（ａ）の熱処理ブロック６及び図３（ｂ）の熱処理ブロック６ａと同様にして、熱処理を行うことができる。予め補助加熱器４Ｃ、４Ｄで圧力容器２の内部空間を予備的に加熱してから、標的温度センサ３１が目標温度になるように制御部８が直接加熱器４Ａを制御し、標的温度センサ３２が目標温度になるように制御部８が直接加熱器４Ｂを制御することで、被熱処理部材１０１を短時間で均一に加熱することができる。又、被熱処理部材１０１を短時間で均一に冷却することができる。
【０１０６】
なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）では、熱処理ブロック６（６ａ，６ｂ）に複数（２つ）の直接加熱器４Ａ、４Ｂを配置した例を示したが、その数は任意であり、必要性に応じて、２つ以上の複数の直接加熱器を配置してもよいし、直接加熱器を１つだけ配置するようにしてもよい。多くの直接加熱器を配置した方が、被熱処理部材１０１の全体をより均一に温度制御することができるため、好ましい。
【０１０７】
１つだけ直接加熱器（例えば直接加熱器４Ａ、４Ｂのいずれか一方）を配置した場合でも、被熱処理部材１０１を均一に温度制御できる理由は以下の通りである。すなわち、被熱処理部材１０１の上側の温度は内部空間温度を制御することで制御でき、被熱処理部材１０１の下側の温度は載置台３の温度を制御することで制御できる。内部空間温度は、補助加熱器４Ｃ、４Ｄ及び内壁冷却器５Ｘによって制御できる。載置台３の温度は、補助加熱器４Ｃ及び載置台冷却器５Ｙによって制御できる。そのため、被熱処理部材１０１に温度の偏りが生じたとしても、直接加熱器４Ａ（又は４Ｂ）、補助加熱器４Ｃ、４Ｄ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙを制御して均一化することができる。必要に応じて、成形型冷却器５Ｚを制御してもよい。
【０１０８】
ここでより詳しく説明すると、複合材成形においては、薄い材料を１枚ごと積層して成形物の厚みを作るのであるが、厚みが比較的厚い場合においては、その材料の加熱と冷却は、成形型の面とそうでない材料の反対面（バッグ面）は同時に同じ温度で加熱および冷却する必要がある。もしこの温度が大きく乖離すると、加熱硬化時にはエポキシが固化する架橋の速度が不均一になり残量応力が発生し成形品質が下がる。しかし、成形型が必ずしも金属でない場合、例として木材や石膏などの型があるが、この場合は型の熱伝導率は非常に低く、むしろ断熱材として作用する。したがって熱は型と反対方向から伝えることになる。この時、型の面とバッグ面の熱の不均一を避けるため材料の積層は数層例えば0.5〜１mm以下とすることが求められる。薄くすることによって型の反対面より伝達した熱が型表面によって遮られ、型表面とバッグ面の均一が保たれる。この方法は従来法でも新規法でも同様である。冷却の場合も加熱の場合と同様であるが、型表面が徐々に温まってしまうため、バッグ面は容器内部空間冷却によって空気を使って冷却できるが、片面を積極的に冷やす手段が必要なため、型冷却の代わりにテーブルを冷却することで型全体の熱を奪おうとする。これは新規法の考え方である。
【０１０９】
なお、熱処理の一例として、オートクレーブ成形を行う成形装置（熱処理装置）及び成形方法（熱処理方法）について説明したが、これに限られず、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を成形する種々の成形装置及び成形方法に本発明を適用することができる。例えば、真空バッグを加圧しない状態で成形を行う真空バッグ成形法に本発明を適用してもよいし、ＲＴＭ(Resin Transfer Molding)法、ＶａＲＴＭ法に本発明を適用してもよい。ここで、ＲＴＭ(Resin Transfer Molding)法は熱硬化性樹脂を成形型に封入された繊維プリフォームに注入後に加熱硬化する方法である。ＶａＲＴＭ法は、ＲＴＭ法の一種で素材を積層後、真空にしてから熱硬化性樹脂を含浸して加熱硬化する方法である。これら各方法では、成形時に加熱が必要である。その加熱に、本発明の繊維強化プラスチック成形方法及び繊維強化プラスチック成形装置を適用することができる。
【０１１０】
又、熱処理は、繊維強化プラスチックの成形処理に限られず、一般的なプラスチックの成形処理に本発明を適用することもできる。
【０１１１】
又、圧力容器２を用いた例を説明したが、必要性に応じて、常圧で使用可能な常圧容器を用いて成形してもよい。
【０１１２】
また、成形以外の他の熱処理に本発明を適用することができる。
【０１１３】
図５に、熱処理の他の一例として、接着処理を行う場合の熱処理ブロック６ｃを図示する。熱処理ブロック６ｃ以外の構成は、図１〜図４に示した熱処理装置１の構成と同様であるので、図示や詳細な説明を省略する。
【０１１４】
図５に示す熱処理ブロック６ｃは、一例として、いずれも被熱処理部材の一例である被接着部材１１１ａと被接着部材１１１ｂとを接着部材１１２で接着するためのものである。熱処理ブロック６ｃは、被接着部材１１１ａと被接着部材１１１ｂとの間に接着部材１１２が挟み込まれており、被接着部材１１１ａの外界側（図の上側）に直接加熱器４Ａが配置され、被接着部材１１１ｂの外界側（図の下側）に直接加熱器４Ｂが配置されて、これらが真空バッグ１０３に収容されたものである。さらに、熱処理ブロック６ｃは、被接着部材１１１ａと直接加熱器４Ａとの間に第１の標的温度センサ３１が配置され、被接着部材１１１ｂと直接加熱器４Ｂとの間に第２の標的温度センサ３２が配置されている。
【０１１５】
被接着部材１１１ａ及び被接着部材１１１ｂは、例えば繊維強化プラスチック又は一般的なプラスチックである。接着部材１１２は、例えばエポキシ樹脂である。熱処理ブロック６ｃを加熱することで、接着部材１１２が熱硬化して、被接着部材１１１ａと被接着部材１１１ｂとが接着される。熱処理装置１は、接着処理中に、真空バッグ１０３を真空引きすると共に、高圧ガスで外部から加圧することで、被接着部材１１１ａと被接着部材１１１ｂとを強力に押し付ける。
【０１１６】
本発明の熱処理装置１（図１〜図４参照）を用いて、圧力容器２の内部を補助加熱器４Ｃ，４Ｄが接着部材１１２の加熱目標である目標温度よりも低い温度で加熱した後に、直接加熱器４Ａ、４Ｂを加熱させ、標的温度センサ３１，３２が目標温度になるように、制御部８が直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、内壁冷却器４Ｘ、載置台冷却器４Ｙを独立して制御する。これにより、被接着部材１１１ａ、１１１ｂ及び接着部材１１２が目標温度まで短時間で均一に加熱して、接着処理後に短時間で冷却させることができる。被接着部材１１１ａ、１１１ｂ及び接着部材１１２が均一に加熱されることから、温度むらが生じず、全体的に均一な強度で接着することができる。
【０１１７】
図６に、熱処理の他の一例として、脱泡処理を行う場合の熱処理ブロック６ｄを図示する。熱処理ブロック６ｄ以外の構成は、図１〜図４に示した熱処理装置１の構成と同様であるので、図示や詳細な説明を省略する。
【０１１８】
図６に示す熱処理ブロック６ｄは、一例として、被熱処理部材の一例である液体１２１を脱泡処理するためのものである。熱処理ブロック６ｄは、シリンダー１３１に液体１２１が収容され、ピストン１３２でシリンダー１３１の開口部が閉じられていて、シリンダー１３１の外周に筒状の直接加熱器４Ａが配置され、シリンダー１３１の底部の外側に直接加熱器４Ｂが配置されていて、これらが真空バッグ１０３に収容されたものである。ピストン１３２には、脱泡した気体のみを通過可能なフィルタ１３５が設けられ、フィルタ１３５に減圧装置１１に繋がる配管１３が接続されている。さらに、熱処理ブロック６ｄは、液体１２１中の上部側に第１の標的温度センサ３１が配置され、液体１２１中の下部側に第２の標的温度センサ３２が配置されている。
【０１１９】
液体１２１は、例えば液状のエポキシ樹脂である。熱処理装置１は、脱泡処理中に、真空バッグ１０３を真空引きすると共に、高圧ガスで外部から加圧することで、ピストン１３２がシリンダー１３１の内部側に押し込まれるため、液体１２１が脱泡処理される。
【０１２０】
本発明の熱処理装置１（図１〜図４参照）に熱処理ブロック６ｄを用いて、圧力容器２の内部を補助加熱器４Ｃ，４Ｄが液体１２１の加熱目標である目標温度よりも低い温度で加熱した後に、直接加熱器４Ａ、４Ｂを加熱させ、標的温度センサ３１，３２が目標温度になるように、制御部８が直接加熱器４Ａ、直接加熱器４Ｂ、内壁冷却器４Ｘ、載置台冷却器４Ｙを独立して制御する。これにより、液体１２１が目標温度まで短時間で均一に加熱して、脱泡処理後に短時間で冷却させることができる。液体１２１が均一に加熱されることから、液体１２１に温度むらが生じず、全体的に均一に脱泡することができる。
【実施例】
【０１２１】
［温度制御実験：実施例１，２、比較例１］
図１に示す繊維強化プラスチック成形装置１を試作した。直接加熱器４Ａ，４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、内壁冷却器５Ｘ及び載置台冷却器５Ｙを備えている。成形型冷却器５Ｚ，補助加熱器４Ｄの配置は省略した。又、標的温度センサ３１，３２、内部空間温度センサ３３以外の温度センサの配置は省略した。又、直接加熱器４Ａ、４Ｂは、図３（ｂ）のように真空バッグ１０３の内側に配置したものを用いた。成形型１０２としてアルミニウム製のものを用いた。被熱処理部材１０１として、エポキシ樹脂を用いたプリプレグを使用した。目標温度（成形温度）は１３０℃である。成形スケジュールは、室温→１３０℃→室温（内壁冷却器５Ｘ及び載置台冷却器５Ｙの水冷）で温度制御を行った。
【０１２２】
（実施例１）
実施例１として、予め補助加熱器４Ｃを作動させた後に、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂを作動させ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙを適宜作動させた。この直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動の開始と共に減圧装置及び加圧装置の作動を開始した。成形温度（１３０℃）で一定時間経過後に、加熱器４Ａ〜４Ｃを停止させると共に減圧装置及び加圧装置を停止させて、内壁冷却器５Ｘ及び載置台冷却器５Ｙのみ作動させた。
【０１２３】
図７に、実施例１を行った際の成形材料（繊維強化プラスチック材料１０１）の上側温度、成形材料の下側温度、圧力容器の内部空間温度、圧力容器内圧力を示す。同図に示すように、成形材料の上部と下部の表面温度を均一に保つことができた。
【０１２４】
（実施例２）
実施例２として、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂを作動させた後に、補助加熱器４Ｃを作動させた例である。
【０１２５】
図８に、実施例２を行った際の成形材料の上側温度、成形材料の下側温度、圧力容器の内部空間温度、圧力容器内測定圧力を示す。同図に示すように、成形材料の上部と下部の表面温度は、実施例１よりも差が多少大きいが、ほぼ均一に保つことができた。
【０１２６】
（比較例１）
比較例１として、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂのみを作動させ、補助加熱器４Ｃ及び冷却器５Ｘ、５Ｙを停止させて測定を行った。
【０１２７】
図９に、比較例１の測定を行った際の成形材料の上側温度、成形材料の下側温度、圧力容器内測定圧力を示す。同図に示すように、成形材料の上部と下部の表面温度の差が大きくなった。また、オーバーシュートが発生した。これは自分の熱が周りに奪われている分を補足するために多めに加熱するためと考えられる。この時開いた温度差は後々まで開いている。
【０１２８】
［温度制御実験：実施例３、比較例２］
図１に示す繊維強化プラスチック成形装置１を試作した。直接加熱器４Ａ，４Ｂ、補助加熱器４Ｃ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ及び成形型冷却器５Ｚを備えている。補助加熱器４Ｄの配置は省略した。又、標的温度センサ３１，３２、内部空間温度センサ３３以外の温度センサの配置は省略した。又、直接加熱器４Ａ、４Ｂは、図３（ｂ）のように真空バッグ１０３の内側に配置したものを用いた。実施例１，２との違いは、成形型冷却器５Ｚを備えて作動させたことにある。成形型１０２としてアルミニウム製のものを用いた。被熱処理部材１０１として、エポキシ樹脂を用いたプリプレグを使用した。目標温度（成形温度）は１３０℃である。成形スケジュールは、室温→８０℃→９０℃→１３０℃→室温（内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ及び成形型冷却器５Ｚの水冷）で温度制御を行った。
【０１２９】
（実施例３）
実施例３として、予め補助加熱器４Ｃを作動させた後に、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂを作動させ、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ及び成形型冷却器５Ｚを適宜作動させた。この直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂの作動の開始と共に減圧装置１１及び加圧装置１４の作動を開始した。成形温度（１３０℃）で一定時間経過後に、直接加熱器４Ａ、４Ｂ、補助加熱器４Ｃを停止させると共に減圧装置１１及び加圧装置１４を停止させて、内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ、成形型冷却器５Ｚを作動させた。
【０１３０】
図１０に、実施例３を行った際の成形材料（プリプレグ１０１）の上側温度、成形材料の下側温度、圧力容器の内部空間温度、圧力容器内測定圧力を示す。同図に示すように、成形材料の上部と下部の表面温度をほぼ同じ温度で熱処理することができた。
【０１３１】
（比較例２）
比較例２として、直接加熱器４Ａ及び直接加熱器４Ｂを作動させ、補助加熱器４Ｃを作動させずに測定を行った。内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙは適宜作動させた。
【０１３２】
図１１に、比較例２を行った際の成形材料の上側温度、成形材料の下側温度、圧力容器内測定圧力を示す。同図に示すように、成形材料の上部と下部の表面温度の差が大きくなった。また、オーバーシュートが発生した。これは自分の熱が周りに奪われている分を補足するために多めに加熱するためと考えられる。この時開いた温度差は後々まで開いている。
【０１３３】
［温度制御実験：実施例４〜８、比較例３、参考例１］
実施例３と同様の構成で実験を行った。目標温度（成形温度）は１３０℃である。成形スケジュールは、室温→８０℃→９０℃→１３０℃→室温（内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ及び成形型冷却器５Ｚの水冷）で温度制御を行った。内壁冷却器５Ｘ、載置台冷却器５Ｙ及び成形型冷却器５Ｚは適宜作動制御した。
【０１３４】
（比較例３）
直接加熱器４Ａ，４Ｂを作動させ、補助加熱器４Ｃを作動させずに測定した。測定結果を図１２に示す。
【０１３５】
（実施例４）
直接加熱器４Ａ，４Ｂと補助加熱器４Ｃの作動を同時に開始した。圧力容器２の内部空間温度を目標温度（１３０℃）の３０％（３９℃）になるように制御した。測定結果を図１３に示す。
【０１３６】
（実施例５）
直接加熱器４Ａ，４Ｂと補助加熱器４Ｃの作動を同時に開始した。圧力容器２の内部空間温度が目標温度（１３０℃）の４０％（５２℃）になるように制御した。測定結果を図１４に示す。
【０１３７】
実施例４，５は被熱処理部材１０１の上部側温度（ＣＨ２）はオーバーシュートが大きいものの、比較例３よりは多少改善した。上部側温度（ＣＨ２）のオーバーシュートは、直接加熱器４Ａの熱が圧力容器２内部空間に拡散してしまっているためと考えられる。
【０１３８】
（実施例６）
補助加熱器４Ｃを先に作動させた後に直接加熱器４Ａ，４Ｂを作動させた。圧力容器２の内部空間温度が目標温度（１３０℃）の５０％（６５℃）になるように制御した。測定結果を図１５に示す。被熱処理部材１０１の下部側温度（ＣＨ１）と上部側温度（ＣＨ２）は、８０℃までの温度上昇時の波形に多少差があるが、８０℃→９０℃→１３０℃ではほぼ同じ温度で安定して加熱ができた。１３０℃→室温においては、実施例４、５と比較して、下部側温度と上部側温度の差が少なく、安定して温度が下がった。
【０１３９】
（実施例７）
補助加熱器４Ｃを先に動作させた後に直接加熱器４Ａ，４Ｂを作動させた。圧力容器２の内部空間温度が目標温度（１３０℃）の６０％（７８℃）になるように制御した。測定結果を図１６に示す。実施例６と比較して、下部側温度と上部側温度の差がさらに少なくほぼ同じ温度になった。
【０１４０】
（実施例８）
補助加熱器４Ｃを先に動作させた後に直接加熱器４Ａ，４Ｂを作動させた。圧力容器２の内部空間温度が目標温度（１３０℃）の８０％（１０４℃）になるように制御した。測定結果を図１７に示す。実施例７と比較して、下部側温度と上部側温度の差がより一層少なくほぼ同じ温度になった。
【０１４１】
（参考例１）
補助加熱器４Ｃを先に動作させた後に直接加熱器４Ａ，４Ｂを作動させた。圧力容器２の内部空間温度が目標温度（１３０℃）の１００％（１３０℃）になるように制御した。測定結果を図１８に示す。実施例７と比較して、下部側温度と上部側温度の差がより一層少なくほぼ同じ温度になった。ただし、エネルギーの消費が大きい。
【０１４２】
以上結果から、圧力容器２の内部空間温度を目標温度の５０％から８０％の所定温度に制御することが好ましいといえる。
【０１４３】
［直接加熱器を１つだけ配置した場合の温度制御実験：実施例９］
（実施例９）
図１に示す繊維強化プラスチック成形装置１を試作した。ただし、直接加熱器４Ｂを配置せず、直接加熱器４Ａを被熱処理部材１０１の上側に１つだけ、図３（ｂ）のように真空バッグ１０３の内側に配置したものを用いた。直接加熱器４Ａ、補助加熱器４Ｃ、内壁冷却器５Ｘ及び載置台冷却器５Ｙを備えている。成形型冷却器５Ｚ，補助加熱器４Ｄの配置は省略した。又、標的温度センサ３１，３２、内部空間温度センサ３３以外の温度センサの配置は省略した。被熱処理部材１０１として、エポキシ樹脂を用いたプリプレグを使用した。成形型１０２としてパールボードブロック（石膏ボード）製のものを用いた。目標温度（成形温度）は１３０℃である。成形スケジュールは、室温→８０℃→９０℃→１３０℃→室温（内壁冷却器５Ｘ及び載置台冷却器５Ｙの水冷）で温度制御を行った。圧力容器２の内部空間温度が目標温度（１３０℃）の６０％（７８℃）になるように制御した。内壁冷却器５Ｘ、及び載置台冷却器５Ｙは適宜作動制御した。
【０１４４】
測定結果を図１９に示す。加熱時には、被熱処理部材１０１の上部と下部とでほとんど温度差を生じさせずに加熱できた。冷却時には多少温度差が生じた。
【符号の説明】
【０１４５】
１は熱処理装置（繊維強化プラスチック成形装置）、２は圧力容器、２ａは開閉扉、３は載置台、４Ａは第１の直接加熱器、４Ｂは第２の直接加熱器、４Ｃは第１の補助加熱器、４Ｄは第２の補助加熱器、５Ｘは内壁冷却器（冷却パイプ）、５Ｙは載置台冷却器（冷却パイプ）、５Ｚは成形型冷却器（冷却パイプ）、６・６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄは熱処理ブロック、８は制御部、１１は減圧装置、１２は真空ポンプ、１３は配管、１４は加圧装置、１５はコンプレッサ、１６は配管、２１は冷却源、２２は冷却源、２３は冷却源、３１は第１の標的温度センサ、３２は第２の標的温度センサ、３３は内部空間温度センサ、３４は載置台温度センサ、４１Ａは第１の直接加熱器温度センサ、４１Ｂは第２の直接加熱器温度センサ、４１Ｃは第１の補助加熱器温度センサ、４１Ｄは第２の補助加熱器温度センサ、４１Ｘは内壁冷却器温度センサ、４１Ｙは載置台冷却器温度センサ、４１Ｚは成形型冷却器温度センサ、１０１は被熱処理部材（プリプレグ）、１０２・１０２ａ・１０２ｂは成形型、１０３は真空バッグ、
１１１ａ・１１１ｂは被接着部材、１１２は接着部材、１２１は液体、１３１はシリンダー、１３２はピストン、１３５はフィルタである。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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