(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプリプレグが積層された板状のＦＲＰ素材を成形して円弧状のＦＲＰ部品を製造するＦＲＰ成形システムであって、
前記ＦＲＰ部品の内面形状と嵌合する外面を有する円弧状の内面治具プレートと、
前記ＦＲＰ部品の外面形状と嵌合する内面を有する円弧状の外面治具プレートと、
前記内面治具プレートと前記外面治具プレートの間に前記ＦＲＰ素材が挟まれた一体治具プレートの一部を前記ＦＲＰ部品の円弧に直交する半径方向に間欠的に圧縮して前記ＦＲＰ部品を部分的に成形する部分プレス装置と、
前記部分プレス装置による前記一体治具プレートの圧縮部分を間欠的に移動する搬送装置と、
前記一体治具プレートの前記一部を間に挟さむ上型及び下型と、を備え、
前記上型は、前記一体治具プレートの内面に密着する内面円弧面を有し、
前記下型は、前記一体治具プレートの外面に密着する外面円弧面を有し、
前記部分プレス装置は、前記上型と前記下型で前記一部を圧縮する、ＦＲＰ成形システム。
【請求項２】
前記内面治具プレート及び前記外面治具プレートは、その間に前記ＦＲＰ部品の板厚変化又は曲率変化に対応した面形状を有し、
前記一体治具プレートの内面と外面は、同心かつそれぞれ半径一定の円弧面を有する、請求項１に記載のＦＲＰ成形システム。
【請求項３】
前記上型又は前記下型を加熱する加熱装置を備え、
前記加熱装置は、前記一体治具プレートの移動方向に対し、所定の温度分布を有する、請求項１に記載のＦＲＰ成形システム。
【請求項４】
前記プリプレグは、熱可塑性樹脂を含み、
前記温度分布は、前記移動方向の中央部において前記熱可塑性樹脂が流動する溶融温度以上であり、前記中央部の上流側及び下流側において前記熱可塑性樹脂が固化する固化温度以下である、請求項３に記載のＦＲＰ成形システム。
【請求項５】
前記プリプレグは、熱硬化性樹脂を含み、
前記温度分布は、前記移動方向の中央部において前記熱硬化性樹脂が硬化する硬化温度以上である、請求項３に記載のＦＲＰ成形システム。
【請求項６】
前記搬送装置は、前記一体治具プレートを部分的に把持する把持装置と、
前記把持装置を前記一体治具プレートの移動方向に移動する移動装置と、を有する、請求項１に記載のＦＲＰ成形システム。
【請求項７】
複数のプリプレグが積層された板状のＦＲＰ素材を成形して円弧状のＦＲＰ部品を製造するＦＲＰ成形方法であって、
前記ＦＲＰ部品の内面形状と嵌合する外面を有する円弧状の内面治具プレートと、前記ＦＲＰ部品の外面形状と嵌合する内面を有する円弧状の外面治具プレートと、を準備する治具準備工程と、
前記内面治具プレートと前記外面治具プレートの間に前記ＦＲＰ素材を挟んで一体治具プレートを形成する治具一体化工程と、
前記一体治具プレートの一部を前記ＦＲＰ部品の円弧に直交する半径方向に間欠的に圧縮して前記ＦＲＰ部品を部分的に成形する部分プレス工程と、
前記部分プレス工程による前記一体治具プレートの圧縮部分を間欠的に移動する搬送工程と、を有し、
前記部分プレス工程と前記搬送工程と、を繰り返す、ＦＲＰ成形方法。
【請求項８】
前記一体治具プレートから前記内面治具プレートと前記外面治具プレートを分離して成形された前記ＦＲＰ部品を取り出す離型工程を有する、請求項７に記載のＦＲＰ成形方法。
【請求項９】
前記治具一体化工程において、前記内面治具プレートの前記外面と前記外面治具プレートの前記内面に離型剤を塗布する、請求項７に記載のＦＲＰ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円弧状の大型ＦＲＰ部品を成形するＦＲＰ成形システムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化複合材、例えばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）は、鉄やアルミなどの金属材料よりも低密度でありながら、力学特性に優れ、比強度が高く、軽くて強い特長を有する。
そのため、近年、アルミニウム合金に代わる構造部材として、航空機、小型船舶、自動車等に、用いられている。以下、繊維強化複合材を単に、「ＦＲＰ」と呼ぶ。【０００３】
例えば、航空機の構造物（胴体、ハッチ、翼、など）は、従来、アルミニウム合金同士をリベットで接合している。しかし、リベットを用いた接合は、作業性が悪く、かつ繊維強化複合材に適用すると、内部の繊維を切断するため引張強度が極端に低下する。
そこで、例えば、特許文献１の手段を用いて大型ＦＲＰ成形品を製造することが考えられる。【０００４】
特許文献１の「ＦＲＰ成形品の製造方法」は、サーフェスマット上に、熱可塑性樹脂と強化繊維とを含むシート状のＦＲＰ素材を重なるように載せて、加熱装置を用いて加熱する。その後、ＦＲＰ素材をサーフェスマットに載せたまま、搬送してプレス機の金型にセットする。そして、そのプレス機を用いて、重なったＦＲＰ素材とサーフェスマットとを加圧して、強化繊維とサーフェスマットとが熱可塑性樹脂により一体化したＦＲＰ成形品を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−００９３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
航空機の胴体のような大型ＦＲＰ部品（半径が１ｍ以上の円弧状のＦＲＰ部品）を成形する場合、上述した特許文献１には、以下の問題点があった。
（１）大型ＦＲＰ部品を加圧できる大型の金型と大型のプレス機が必要になる。
（２）円弧状のＦＲＰ部品を成形する場合、成形品の均質化のためにＦＲＰ部品の円弧に直交する半径方向に加圧する必要がある。
しかし、この場合、ＦＲＰ部品の円弧に対し半径方向に加圧する金型は、構造が複雑となる。【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、円弧状のＦＲＰ部品（例えば大型ＦＲＰ部品）を、大型又は複雑な金型を用いることなく、円弧に対し半径方向に加圧して全体を均質に成形することができるＦＲＰ成形システムと方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、複数のプリプレグが積層された板状のＦＲＰ素材を成形して円弧状のＦＲＰ部品を製造するＦＲＰ成形システムであって、
前記ＦＲＰ部品の内面形状と嵌合する外面を有する円弧状の内面治具プレートと、
前記ＦＲＰ部品の外面形状と嵌合する内面を有する円弧状の外面治具プレートと、
前記内面治具プレートと前記外面治具プレートの間に前記ＦＲＰ素材が挟まれた一体治具プレートの一部を前記ＦＲＰ部品の円弧に直交する半径方向に間欠的に圧縮して前記ＦＲＰ部品を部分的に成形する部分プレス装置と、
前記部分プレス装置による前記一体治具プレートの圧縮部分を間欠的に移動する搬送装置と、
前記一体治具プレートの前記一部を間に挟さむ上型及び下型と、を備え、
前記上型は、前記一体治具プレートの内面に密着する内面円弧面を有し、
前記下型は、前記一体治具プレートの外面に密着する外面円弧面を有し、
前記部分プレス装置は、前記上型と前記下型で前記一部を圧縮する、ＦＲＰ成形システムが提供される。
【０００９】
また本発明によれば、複数のプリプレグが積層された板状のＦＲＰ素材を成形して円弧状のＦＲＰ部品を製造するＦＲＰ成形方法であって、
前記ＦＲＰ部品の内面形状と嵌合する外面を有する円弧状の内面治具プレートと、前記ＦＲＰ部品の外面形状と嵌合する内面を有する円弧状の外面治具プレートと、を準備する治具準備工程と、
前記内面治具プレートと前記外面治具プレートの間に前記ＦＲＰ素材を挟んで一体治具プレートを形成する治具一体化工程と、
前記一体治具プレートの一部を前記ＦＲＰ部品の円弧に直交する半径方向に間欠的に圧縮して前記ＦＲＰ部品を部分的に成形する部分プレス工程と、
前記部分プレス工程による前記一体治具プレートの圧縮部分を間欠的に移動する搬送工程と、を有し、
前記部分プレス工程と前記搬送工程と、を繰り返す、ＦＲＰ成形方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、部分プレス工程において、内面治具プレートと外面治具プレートの間にＦＲＰ素材を挟んだ一体治具プレートの一部を間欠的に圧縮してＦＲＰ部品を部分的に成形し、搬送工程において、一体治具プレートの圧縮部分を間欠的に移動する。従って、部分プレス工程と搬送工程とを繰り返すことにより、円弧状のＦＲＰ部品（例えば大型ＦＲＰ部品）を、小型の金型で成形し製造できる。【００１１】
また、部分プレス工程において、一体治具プレートの一部をＦＲＰ部品の円弧に直交する半径方向に圧縮（加圧）するので、複雑な金型を用いることなく、ＦＲＰ部品の全体を均質に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明により製造するＦＲＰ部品の代表的な斜視図である。
【図１Ｂ】軸方向の中間に形状変化部を有するＦＲＰ部品の側面図である。
【図１Ｃ】周方向の端部に形状変化部を有するＦＲＰ部品の端面図である。
【図２Ａ】内面治具プレート及び外面治具プレートの代表的な斜視図である。
【図２Ｂ】ＦＲＰ部品の軸方向の中間の形状変化部に対応する形状変化部を有する内面治具プレート及び外面治具プレートの側面図である。
【図２Ｃ】ＦＲＰ部品の周方向の端部の形状変化部に対応する形状変化部を有する内面治具プレート及び外面治具プレートの端面図である。
【図３Ａ】図２Ａの内面治具プレートと外面治具プレートの間にＦＲＰ素材が挟まれた一体治具プレートの代表的な斜視図である。
【図３Ｂ】図２Ｂの内面治具プレートと外面治具プレートの間にＦＲＰ素材が挟まれた一体治具プレートの側面図である。
【図３Ｃ】図２Ｃの内面治具プレートと外面治具プレートの間にＦＲＰ素材が挟まれた一体治具プレートの端面図である。
【図４Ａ】ＦＲＰ素材の形状変化部を示す図である。
【図４Ｂ】ＦＲＰ部品の形状変化部を示す図である。
【図５Ａ】本発明によるＦＲＰ成形システムの正面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの側面図である。
【図６Ａ】上型の温度分布の説明図である。
【図６Ｂ】下型の温度分布の説明図である。
【図７】本発明によるＦＲＰ成形方法の全体フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１４】
図１Ａ〜図１Ｃは、本発明により製造するＦＲＰ部品３の説明図である。
本発明により製造するＦＲＰ部品３は、半径が１ｍ以上の円弧状のＦＲＰ部品３である。例として、図１Ａは、ＦＲＰ部品３の代表的な斜視図、図１Ｂは、軸方向の中間に形状変化部４ａを有するＦＲＰ部品３の側面図、図１Ｃは、周方向の端部に形状変化部４ｂを有するＦＲＰ部品３の端面図である。
【００１５】
「半径が１ｍ以上の円弧状のＦＲＰ部品３」とは、航空機の胴体のような大型ＦＲＰ部品を意味する。半径は、例えば２ｍであるが、１〜１０ｍであってもよい。軸長（軸方向長さ）は、例えば８ｍであるが、１０ｃｍ〜２０ｍであってもよい。
【００１６】
「円弧状」とは、図１Ａに示すように、例えば半径が一定の円弧であるが、厳密に一定ではなく部分的に又は連続的に変化してもよい。円弧の周方向角度（円弧角）は、好ましくは１８０度以下であるが、後述するプレスフレーム２４と干渉しない限りで、１８０度を超えてもよい。
【００１７】
また、ＦＲＰ部品３の半径方向の厚さは、好ましくは一定であるが、部分的に又は連続的に変化してもよい。例えば、航空機の胴体の窓枠、及び、ドア部分を含んでもよい。
【００１８】
なお形状変化部４ａ，４ｂの形状は、後述する内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２がＦＲＰ部品３の円弧に直交する半径方向に移動する際に、内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２と干渉しないように設定する。
【００１９】
本発明のＦＲＰ成形システム１００は、内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２を用いる。
【００２０】
図２Ａ〜図２Ｃは、内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２の説明図である。例として、図２Ａは、内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２の代表的な斜視図である。また、図２Ｂは、ＦＲＰ部品３の軸方向の中間の形状変化部４ａに対応する形状変化部１１ａを有する内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２の側面図である。また、図２Ｃは、ＦＲＰ部品３の周方向の端部の形状変化部４ｂに対応する形状変化部１１ｂを有する内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２の端面図である。
【００２１】
内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２は、それぞれ円弧状の部材である。内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２は、金属、又は高耐熱樹脂（例えばポリイミド）からなり、ＦＲＰ部品３の成形時において、塑性変形しない特性を有する。なお内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２は、ＦＲＰ部品３の成形時において、弾性変形してもよい。
【００２２】
図２Ａに示すように、内面治具プレート１０は、ＦＲＰ部品３の内面形状３ａと嵌合する外面１０ｂを有する。また、外面治具プレート１２は、ＦＲＰ部品３の外面形状３ｂと嵌合する内面１２ａを有する。
なお「嵌合する」とは、互いに雄雌の形状であり、密着した際にその間に隙間が生じない関係を意味する。
【００２３】
また、内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２は、その間のＦＲＰ部品３の板厚変化又は曲率変化に対応した面形状を有する。
例として、図２Ｂにおいて、内面治具プレート１０は、ＦＲＰ部品３の軸方向中間の形状変化部４ａに対応する形状変化部１１ａを有する。また、図２Ｃにおいて、内面治具プレート１０は、ＦＲＰ部品３の周方向端部の形状変化部４ｂに対応する形状変化部１１ｂを有する。
【００２４】
本発明のＦＲＰ成形システム１００は、複数のプリプレグ１が積層された板状のＦＲＰ素材２を成形して半径が１ｍ以上の円弧状のＦＲＰ部品３を製造する装置である。
【００２５】
「プリプレグ１」とは、強化繊維（例えば、ガラス繊維や炭素繊維）からなる基材に樹脂を含浸させた中間素材である。本発明において、樹脂は、好ましくは熱可塑性樹脂であるが、熱硬化性樹脂であってもよい。
成形前の樹脂は、熱可塑性樹脂では固化しており、熱硬化性樹脂では軟化（未硬化）している。
【００２６】
本発明のＦＲＰ成形システム１００は、内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間にＦＲＰ素材２が挟まれた一体部材（以下、「一体治具プレート１４」）を用いる。
【００２７】
図３Ａ〜図３Ｃは、一体治具プレート１４の説明図である。この図において、内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間には、図２Ａ〜図２ＣにおけるＦＲＰ部品３の位置に、ＦＲＰ素材２が挟持されている。
【００２８】
図３Ａは、図２Ａの内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間にＦＲＰ素材２が挟まれた一体治具プレート１４の代表的な斜視図である。また、図３Ｂは、図２Ｂの内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間にＦＲＰ素材２が挟まれた一体治具プレート１４の側面図である。また、図３Ｃは、図２Ｃの内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間にＦＲＰ素材２が挟まれた一体治具プレート１４の端面図である。
なお、図３Ｂにおいて、ＦＲＰ素材２は、ＦＲＰ部品３の形状変化部４ａに対応する形状変化部２ａを有する。図３Ｃの場合も同様である。
また、板厚変化も曲率変化も無いＦＲＰ部品３を作るときは、内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２を使用しなくてもよい。
【００２９】
内面治具プレート１０と外面治具プレート１２は、間にＦＲＰ素材２を挟持した状態で、互いに分離しないように、図示しない固定治具で固定されている。
この固定治具は、後述する上型１６に対し下型１８を押し付ける際に、これらと干渉せず、かつＦＲＰ部品３の円弧に直交する半径方向に内面治具プレート１０に対し外面治具プレート１２が移動可能に設定されている。
【００３０】
「ＦＲＰ素材２」は、複数のプリプレグ１を積層し、成形後にＦＲＰ部品３となる素材である。ＦＲＰ素材２は好ましくは板状部材である。
【００３１】
ＦＲＰ素材２は、ＦＲＰ部品３の板厚分布に合わせた等高線状の積層体である。ＦＲＰ素材２は、平面状に積層したものであっても、円弧状の成形形状に合わせて積層したものであってもよい。
【００３２】
ＦＲＰ素材２の厚さは、ＦＲＰ部品３の半径方向の厚さに相当し、成形時の厚さ変化を加味して設定される。また、ＦＲＰ部品３の厚さ変化に応じて、プリプレグ１の積層数を変化させることが好ましい。
ＦＲＰ素材２の幅は、ＦＲＰ部品３の円弧の周方向長さに相当する。ＦＲＰ素材２の長さは、ＦＲＰ部品３の軸方向長さに相当する。
【００３３】
一体治具プレート１４の内面１４ａと外面１４ｂは、互いに同心かつそれぞれ半径一定の円弧面を有する。
【００３４】
この例で一体治具プレート１４の内面１４ａは、内面治具プレート１０の内面１０ａであり、一体治具プレート１４の外面１４ｂは、外面治具プレート１２の外面１２ｂである。従って、内面治具プレート１０の内面１０ａと外面治具プレート１２の外面１２ｂは、その間にＦＲＰ素材２を挟んで一体化した際に、実質的に同心となる半径一定の円弧面を有する。
ここで、「実質的に」とは、ＦＲＰ素材２の厚さにより成形前は厳密には同心ではないが、成形後に同心となることを意味する。
【００３５】
図４Ａは、ＦＲＰ素材２の形状変化部２ａを示す図であり、図４Ｂは、ＦＲＰ部品３の形状変化部４ａを示す図である。
【００３６】
図４Ａに示すように、ＦＲＰ素材２の形状変化部２ａは、例えばプリプレグ１の積層数を変化させて構成する。プリプレグ１の繊維方向は、互いに異なることが好ましいが、一部又は全部が同一であってもよい。この場合、成形時の厚さ変化を加味してＦＲＰ部品３の厚さより変形分厚く設定する。
【００３７】
またこの場合、ＦＲＰ素材２の形状変化部２ａは、プリプレグ１の厚さにより階段状になる。例えば、プリプレグ１の端面位置は、ＦＲＰ素材２の厚さ変化（厚さの減少）により、成形時に面内方向に樹脂、及び、繊維が流動する。従って、ＦＲＰ素材２の形状変化部２ａは、内面治具プレート１０の形状変化部１１ａの範囲に位置するように設定するのが望ましいが、この限りではない。
【００３８】
図４Ｂにおいて、一体治具プレート１４を図で上下方向に圧縮すると、内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間隔が狭まり、間に挟まれたＦＲＰ素材２が成形されてＦＲＰ部品３となる。
この際、樹脂が熱可塑性樹脂である場合には、加熱後に冷却し、樹脂が、熱硬化性樹脂である場合には加熱して硬化させる。
ＦＲＰ素材２の成形時に、樹脂および繊維の一部が流動して移動し、図４Ｂに示すように、内面治具プレート１０の形状変化部１１ａに密着したＦＲＰ部品３の形状変化部４ａが成形される。
【００３９】
図５Ａは、本発明によるＦＲＰ成形システム１００の正面図であり、図５Ｂは、その側面図である。なお、図５Ｂは、成形途中を示している。
【００４０】
図５Ａと図５Ｂにおいて、ＦＲＰ成形システム１００は、さらに、上型１６及び下型１８を備える。
【００４１】
上型１６及び下型１８は、一体治具プレート１４の一部（プレス部分１５）を上下方向に間に挟さむ。
上型１６は、一体治具プレート１４の内面１４ａに密着する内面円弧面１６ａを有する。下型１８は、一体治具プレート１４の外面１４ｂに密着する外面円弧面１８ｂを有する。
【００４２】
この例で、上型１６及び下型１８は、一体治具プレート１４の軸長（軸方向長さ）の全体を同時に圧縮する。
【００４３】
図５Ａと図５Ｂにおいて、ＦＲＰ成形システム１００は、さらに、部分プレス装置２０と搬送装置３０を備える。
【００４４】
部分プレス装置２０は、一体治具プレート１４の一部（プレス部分１５）をＦＲＰ部品３の円弧に直交する半径方向（図で上下方向）に間欠的に圧縮してＦＲＰ部品３を部分的に成形する。
「間欠的に圧縮」とは、部分プレス装置２０と搬送装置３０により、一体治具プレート１４の圧縮と搬送を繰り返すことを意味する。
【００４５】
部分プレス装置２０は、上型１６と下型１８で一体治具プレート１４の一部を圧縮する。
この例では、部分プレス装置２０は、下面に上型１６を固定する上部ボルスター２１と、上面に下型１８を固定するスライド２２と、スライド２２を上下に往復動させる液圧ラム２３と、上部ボルスター２１と液圧ラム２３が固定されたプレスフレーム２４とを有する。
【００４６】
この例では、部分プレス装置２０は、上型１６に対し下型１８を押し上げて一体治具プレート１４のプレス部分１５を圧縮する。この場合、部分プレス装置２０は、内面円弧面１６ａ又は外面円弧面１８ｂの直径方向にプレス部分１５を圧縮する。
プレスフレーム２４は、一体治具プレート１４の圧縮部分を間欠的に移動する際に、一体治具プレート１４と干渉しないように、上部構造が設定されている。
なお、一体治具プレート１４とプレス上部構造が干渉しない限りで、ボルスタとスライド２２、液状ラム２３の上下関係が逆となっても良い。すなわちスライド２２と液状ラム２３が上部で、ボルスタが下部にあっても良い。
【００４７】
搬送装置３０は、部分プレス装置２０による一体治具プレート１４の圧縮部分（プレス部分１５）を間欠的に移動する。
搬送装置３０は、把持装置３２と移動装置３４とを有する。
把持装置３２は、一体治具プレート１４を部分的に把持する。移動装置３４は、把持装置３２を一体治具プレート１４の移動方向Ｘに移動する。
【００４８】
この例で、一体治具プレート１４の移動方向Ｘは、ＦＲＰ部品３の円弧に沿った周方向である。移動装置３４は、例えば多関節ロボットであり、把持装置３２はロボットハンドである。
【００４９】
なおこの例で、１対の搬送装置３０を、部分プレス装置２０の上流側と下流側に設けているが、上流側又は下流側の一方のみでもよい。
また、把持装置３２は、一体治具プレート１４の非圧縮部分を把持する。この場合、例えば部分プレス装置２０による圧縮中に把持部分を移動してもよい。
【００５０】
図５Ａと図５Ｂにおいて、ＦＲＰ成形システム１００は、さらに、上型１６又は下型１８を加熱する加熱装置４０を備える。
加熱装置４０は、一体治具プレート１４の移動方向Ｘに対し、所定の温度分布を有する。
【００５１】
図６Ａは、上型１６の温度分布の説明図であり、図６Ｂは、下型１８の温度分布の説明図である。
この例は、プリプレグ１が熱可塑性樹脂を含む場合である。図６Ａは、上型１６の内面円弧面１６ａを示し、図６Ｂは、下型１８の外面円弧面１８ｂを示している。また、図中の符号ａ，ｂ，ｃは、予備加熱ゾーン、本成形ゾーン、冷却ゾーンをそれぞれ示している。
【００５２】
この例では、上型１６及び下型１８の温度分布は、一体治具プレート１４の移動方向Ｘの中央部（本成形ゾーンｂ）において熱可塑性樹脂が流動する溶融温度以上（例えば４００℃以上）である。また、移動方向Ｘの中央部の上流側（予備加熱ゾーンａ）及び下流側（冷却ゾーンｃ）において熱可塑性樹脂が固化する固化温度以下（例えば２００℃〜４００℃未満）である。
【００５３】
予備加熱ゾーンａと冷却ゾーンｃを固化温度以下にするのは、全体を溶融温度以上にすると、例えば熱伝導率が高いＣＦＲＰの場合、圧縮していない部分が伝熱により、軟化することで、例えば、一度加圧圧縮された極小の気泡が面外方向に膨らむ等により、ＦＲＰ部品３の全体を均質に成形することが困難になるからである。
また、上記の温度分布は、ＦＲＰ部品３の成形時の温度分布であり、搬送時には、内面円弧面１６ａ又は外面円弧面１８ｂの全面が２００℃以下であるのがよい。
【００５４】
一方、プリプレグ１が、熱硬化性樹脂を含む場合、温度分布は、一体治具プレート１４の移動方向Ｘの中央部（本成形ゾーンｂ）において熱硬化性樹脂が硬化する硬化温度以上である。熱硬化性樹脂の硬化温度は、例えば約１８０℃である。また、移動方向Ｘの中央部の上流側（予備加熱ゾーンａ）において、硬化温度未満まで予熱する。また熱硬化性樹脂の場合、冷却ゾーンｃは不要であり、省略することができる。
【００５５】
図７は、本発明によるＦＲＰ成形方法の全体フロー図である。
本発明によるＦＲＰ成形方法は、複数のプリプレグ１が積層された板状のＦＲＰ素材２を成形して半径が１ｍ以上の円弧状のＦＲＰ部品３を製造する方法である。
【００５６】
この図において、ＦＲＰ成形方法は、Ｓ１〜Ｓ５の各ステップ（工程）を有する。
【００５７】
治具準備工程Ｓ１では、ＦＲＰ部品３の内面形状３ａと嵌合する外面１０ｂを有する円弧状の内面治具プレート１０と、ＦＲＰ部品３の外面形状３ｂと嵌合する内面１２ａを有する円弧状の外面治具プレート１２と、を準備する。
【００５８】
治具一体化工程Ｓ２では、内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間にＦＲＰ素材２を挟んで一体治具プレート１４を形成する。なお、治具一体化工程Ｓ２において、内面治具プレート１０の外面１０ｂと外面治具プレート１２の内面１２ａに離型剤（例えば、フッ素系離型剤）を塗布することが好ましい。
【００５９】
部分プレス工程Ｓ３では、一体治具プレート１４の一部をＦＲＰ部品３の円弧に直交する半径方向に間欠的に圧縮してＦＲＰ部品３を部分的に成形する。
搬送工程Ｓ４では、部分プレス工程Ｓ３による一体治具プレート１４の圧縮部分（プレス部分１５）を間欠的に移動する。
部分プレス工程Ｓ３と搬送工程Ｓ４とを繰り返して、一体治具プレート１４の全部を圧縮してＦＲＰ部品３の全体を成形する。
【００６０】
さらに、離型工程Ｓ５において、一体治具プレート１４から内面治具プレート１０と外面治具プレート１２を分離して成形されたＦＲＰ部品３を取り出す。
【００６１】
上述した本発明の実施形態によれば、部分プレス工程Ｓ３において、内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間にＦＲＰ素材２を挟んだ一体治具プレート１４の一部を間欠的に圧縮してＦＲＰ部品３を部分的に成形する。さらに、搬送工程Ｓ４において、一体治具プレート１４の圧縮部分（プレス部分１５）を間欠的に移動する。従って、部分プレス工程Ｓ３と搬送工程Ｓ４とを繰り返すことにより、円弧状のＦＲＰ部品３（例えば半径が１ｍ以上の大型ＦＲＰ部品）を、小型の金型で成形し製造できる。
【００６２】
また、部分プレス工程Ｓ３において、一体治具プレート１４の一部をＦＲＰ部品３の円弧に直交する半径方向に圧縮（加圧）するので、複雑な金型を用いることなく、ＦＲＰ部品３の全体を均質に成形することができる。
【００６３】
なお本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上述した例では、ＦＲＰ部品３は円弧状であるが、本発明は、フラット形状のＦＲＰ部品にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
ａ  予備加熱ゾーン、ｂ  本成形ゾーン、ｃ  冷却ゾーン、Ｘ  移動方向、１  プリプレグ、２  ＦＲＰ素材、２ａ，２ｂ  形状変化部、３  ＦＲＰ部品、３ａ  内面形状、３ｂ  外面形状、４ａ，４ｂ  形状変化部、１０  内面治具プレート、１０ａ  内面、１０ｂ  外面、１１ａ，１１ｂ  形状変化部、１２  外面治具プレート、１２ａ  内面、１２ｂ  外面、１４  一体治具プレート、１４ａ  内面、１４ｂ  外面、１５  プレス部分（圧縮部分）、１６  上型、１６ａ  内面円弧面、１８  下型、１８ｂ  外面円弧面、２０  部分プレス装置、２１  上部ボルスター、２２  スライド、２３  液圧ラム、２４  プレスフレーム、３０  搬送装置、３２  把持装置（ロボットハンド）、３４  移動装置（多関節ロボット）、４０  加熱装置、１００  ＦＲＰ成形システム
【要約】
ＦＲＰ成形システム１００は、複数のプリプレグ１が積層されたＦＲＰ素材２を成形して円弧状のＦＲＰ部品３を製造する。ＦＲＰ成形システム１００は、内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２、部分プレス装置２０、及び搬送装置３０を備える。内面治具プレート１０及び外面治具プレート１２は、円弧状であり、ＦＲＰ部品３の内面形状３ａと外面形状３ｂと嵌合する外面１０ｂと内面１２ａをそれぞれ有する。内面治具プレート１０と外面治具プレート１２の間にＦＲＰ素材２を挟んで一体治具プレート１４を形成する。部分プレス装置２０は一体治具プレート１４の一部をＦＲＰ部品３の円弧に直交する半径方向に間欠的に圧縮してＦＲＰ部品３を部分的に成形する。搬送装置３０は、部分プレス装置２０による一体治具プレート１４の圧縮部分（プレス部分１５）を間欠的に移動する。部分プレスと搬送を繰り返して、一体治具プレート１４の全部を圧縮しＦＲＰ部品３の全体を成形する。【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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