(57)【要約】【課題】金型の曲げ部において皺を発生させることなくＵＤ材を配設可能な繊維強化樹脂材の配設装置及び軸状複合部材の製造方法を提供する。【解決手段】繊維強化樹脂材１２の配設装置１０に、繊維束からなり表面に粘着性を有する繊維強化樹脂材１２がそれぞれに巻かれ、個別に回転可能である複数のボビン１４と、複数のボビン１４から引き出された各繊維強化樹脂材１２を金型５０に沿って並列して配設するガイド部２０と、ガイド部２０によって配設された各繊維強化樹脂材１２を金型５０に押し付ける押し付け部４０とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維束からなり表面に粘着性を有する繊維強化樹脂材がそれぞれに巻かれ、個別に回転可能な複数のボビンと、
複数の前記ボビンから引き出された各前記繊維強化樹脂材を金型に沿って並列して配設するガイド部と、
前記ガイド部によって配設された各前記繊維強化樹脂材を前記金型に押し付ける押し付け部とを有する
ことを特徴とする繊維強化樹脂材の配設装置。
【請求項２】
請求項１に記載の繊維強化樹脂材の配設装置において、
前記ガイド部は、複数の前記ボビンから引き出された各前記繊維強化樹脂材を前記金型のキャビティの軸方向と平行に並列して配設し、
前記押し付け部は、前記ガイド部によって配設された各前記繊維強化樹脂材を各前記繊維強化樹脂材間の隙間がなくなるまで前記金型に押し付ける
ことを特徴とする繊維強化樹脂材の配設装置。
【請求項３】
繊維束からなり表面に粘着性を有する複数の繊維強化樹脂材を一対の金型の各キャビティの軸方向と平行に並列して配設する工程と、
各前記繊維強化樹脂材を各前記繊維強化樹脂材間の隙間がなくなるまで各前記金型に押し付ける工程と、
一対の前記金型を型閉じして前記繊維強化樹脂材からなる管状部材を形成する工程と、
前記管状部材に内圧を付与しつつ加熱して前記管状部材を硬化させる工程とを有する
ことを特徴とする軸状複合部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、繊維束からなり表面に粘着性を有する繊維強化樹脂材の配設装置及び繊維強化樹脂材からなる軸状複合部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の部品、例えば、タワーバー等は金属材料を用いて製造されているが、近年は金属材料に置き換える材料として繊維強化樹脂材（繊維強化プラスチック：ＦＲＰ）が有力視されている。例えば、炭素繊維強化樹脂複合材料（ＣＦＲＰ）は錆びないうえ、化学的・熱的に安定しており、信頼性の高い材料である。
【０００３】
繊維強化樹脂材には、一方向に繊維が引き揃えられたＵＤ（Ｕｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）材や、互いに直交する２方向に繊維が引き揃えられた４５°材等がある。このうち、４５°材で形成される軸状複合部材の曲げ部は、捻りに対しては高い剛性を有するものの、図７に示すような軸状複合部材１００の軸方向に対する垂直方向からの曲げ荷重入力（以下、単に曲げ入力という）に対しては剛性が低い。一方、ＵＤ材で形成される軸状複合部材は、図８に示すように、軸状複合部材の軸方向に対する繊維の延在方向の角度（繊維配向角）が０°〜１０°程度であれば、曲げ入力に対する高い剛性を有する。このため、ＵＤ材を用いて軸状複合部材を製造することが好ましい。
【０００４】
特許文献１には軸状複合部材の製造方法の一例が開示されている。この方法によれば、マンドレルに巻きつけた繊維強化樹脂材を予備加熱して半硬化状態の管状部材を形成し、その管状部材を金型に配設して内圧を付与しつつ加熱することで硬化させ、軸状複合部材を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７６５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明によれば、金型に管状部材を配設する際に、金型の曲げ部に合わせて管状部材を曲げている。管状部材の曲げ部の内周側と外周側には長さの差が発生するため、曲げ部の内周側には皺が発生する。皺はＵＤ材の性能（曲げ入力に対する高い剛性）を損なう。
【０００７】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、金型の曲げ部において皺を発生させることなくＵＤ材を配設可能な繊維強化樹脂材の配設装置を提供することを第１の目的とする。また、曲げ部に皺を有さない軸状複合部材の製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る繊維強化樹脂材の配設装置は、繊維束からなり表面に粘着性を有する繊維強化樹脂材がそれぞれに巻かれ、個別に回転可能な複数のボビンと、複数の前記ボビンから引き出された各前記繊維強化樹脂材を金型に沿って並列して配設するガイド部と、前記ガイド部によって配設された各前記繊維強化樹脂材を前記金型に押し付ける押し付け部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、繊維強化樹脂材をボビンから引き出しながら金型に並列して配設することによってＵＤ材を形成する。ボビンは個別に回転可能であるため、金型の各部位に適切な長さの繊維強化樹脂材を配設できる。例えば、金型の曲げ部に複数の繊維強化樹脂材を並列して配設する際に、曲げ部の内周側ほど繊維強化樹脂材の長さを短くし、曲げ部の外周側ほど繊維強化樹脂材の長さを長くすることができる。本発明によれば、金型の曲げ部において皺を発生させることなくＵＤ材を配設できる。こうしたＵＤ材を使用して軸状複合部材を製造すれば、軸状複合部材の曲げ入力に対する剛性・強度を確保することが可能となる。さらに、軸状複合部材の曲げ部に皺がなくなるため、意匠性が向上する。
【００１０】
本発明において、前記ガイド部は、複数の前記ボビンから引き出された各前記繊維強化樹脂材を前記金型のキャビティの軸方向と平行に並列して配設し、前記押し付け部は、前記ガイド部によって配設された各前記繊維強化樹脂材を各前記繊維強化樹脂材間の隙間がなくなるまで前記金型に押し付けるようにしてもよい。
【００１１】
繊維強化樹脂材の延在方向をキャビティの軸方向と平行にすると、最終的に製造される軸状複合部材の軸方向と繊維の延在方向との角度が０°となる。このため、軸状複合部材の曲げ入力に対する剛性・強度が最も高くなる。また、配設時に繊維強化樹脂材を押しつぶすようにすれば、後工程で繊維強化樹脂材を押しつぶす作業が不要になる。
【００１２】
本発明に係る軸状複合部材の製造方法は、繊維束からなり表面に粘着性を有する複数の繊維強化樹脂材を一対の金型の各キャビティの軸方向と平行に並列して配設する工程と、各前記繊維強化樹脂材を各前記繊維強化樹脂材間の隙間がなくなるまで各前記金型に押し付ける工程と、一対の前記金型を型閉じして前記繊維強化樹脂材からなる管状部材を形成する工程と、前記管状部材に内圧を付与しつつ加熱して前記管状部材を硬化させる工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、金型の各部位に適切な長さの繊維強化樹脂材を配設できる。例えば、金型の曲げ部に複数の繊維強化樹脂材を並列して配設する際に、曲げ部の内周側ほど繊維強化樹脂材の長さを短くし、曲げ部の外周側ほど繊維強化樹脂材の長さを長くすることができる。つまり、金型の曲げ部において皺を発生させることなくＵＤ材を配設できる。こうしたＵＤ材を使用して軸状複合部材を製造するため、軸状複合部材の曲げ入力に対する剛性・強度を確保することが可能となる。さらに、軸状複合部材の曲げ部に皺がなくなるため、意匠性が向上する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、金型の曲げ部において皺を発生させることなくＵＤ材を配設できる。こうしたＵＤ材を使用した軸状複合部材は、曲げ入力に対する剛性・強度を確保することが可能となる。さらに、軸状複合部材の曲げ部に皺がなくなるため、意匠性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る繊維強化樹脂材の配設装置と金型との正面、平面及び右側面を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明の実施形態に係る繊維強化樹脂材の配設装置の背面、平面及び右側面を示す斜視図である。
【図３】図３は規制部材と終端ガイド部材と押し付け部の正面、平面及び右側面を示す斜視図である。
【図４】図４Ａは配設部によって金型に配設された各繊維強化樹脂材を示す模式図であり、図４Ｂは押し付け部によって押しつぶされた各繊維強化樹脂材を示す模式図である。
【図５】図５は単層の軸状複合部材を製造する一連の工程を説明するための模式図である。
【図６】図６は２層の軸状複合部材を製造する一連の工程を説明するための模式図である。
【図７】図７は軸状複合部材に対する曲げ入力を説明するための図である。
【図８】図８はＵＤ材の繊維配向角と剛性との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る繊維強化樹脂材の配設装置及び当該装置を用いて形成された半割形状の繊維強化樹脂材を用いた軸状複合部材の製造方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
本実施形態で説明する軸状複合部材は車両の部品、例えば、ステアリング用のハンドル、タワーバー、サスペンションアーム及びスタビライザー等として使用可能である。また、スポーツレジャー用品、例えば自転車のハンドル等としても使用可能である。
【００１８】
［繊維強化樹脂材１２の配設装置１０の構成］
図１は本発明の実施形態に係る繊維強化樹脂材１２の配設装置１０と金型５０との正面、平面及び右側面を示す斜視図である。図２は本発明の実施形態に係る繊維強化樹脂材１２の配設装置１０の背面、平面及び右側面を示す斜視図である。
【００１９】
繊維強化樹脂材１２の配設装置１０（以下、単に配設装置１０ともいう）は、繊維束からなり表面に粘着性を有する繊維強化樹脂材１２がそれぞれに巻かれ、個別に回転可能な複数のボビン１４と、複数のボビン１４から引き出された各繊維強化樹脂材１２を金型５０に沿って並列して配設するガイド部２０と、ガイド部２０によって配設された各繊維強化樹脂材１２を金型５０に押し付ける押し付け部４０とを有する。
【００２０】
配設装置１０は、図示しない駆動装置、例えば３軸ロボットのアーム先端にエンドエフェクタとして取り付けられる。３軸ロボットは、予めティーチングされた移動経路に沿って、配設装置１０を、例えば図１の矢印Ａに沿って移動させる。
【００２１】
繊維強化樹脂材１２は、図５の最下部（ステップＳ６）に示す軸状複合部材８０及び図６の最下部（ステップＳ１７）に示す軸状複合部材９０の材料であり、強化材となる繊維にマトリクス材となる樹脂を含浸させた多数のフィラメントから構成されるトウプリプレグである。繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊維、窒化珪素繊維等の無機繊維や、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリエチレン繊維等の有機繊維が使用される。また、チタン繊維、アモルファス繊維、ステンレススチール繊維等の金属繊維を使用してもよい。また、複数種の繊維を組み合わせて使用してもよい。樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される。
【００２２】
繊維強化樹脂材１２は、複数のボビン１４にそれぞれ引き出し可能な状態で巻かれる。各ボビン１４の中心には軸部材１５が挿通されており、この軸部材１５は一対の支持部材１６の間に架設される。つまり、複数のボビン１４は、配設装置１０の移動方向と垂直方向に一方向に並べて配置される。各ボビン１４は、軸部材１５を介して一対の支持部材１６によって支持され、軸部材１５を中心にして個別に回転可能である。なお、軸部材１５が挿通される各ボビン１４の孔の径は、軸部材１５の径よりも大きく形成されている。このため、各ボビン１４は軸部材１５に対して自由に回転可能である。
【００２３】
支持部材１６の一端は、プレート１８の一面１８ａに固定される。図２に示すように、プレート１８には、一面１８ａから他面１８ｂに貫通する複数の孔１８ｃが形成される。複数の孔１８ｃは１列に配列される。孔１８ｃには、ボビン１４から引き出された繊維強化樹脂材１２が、一面１８ａ側から他面１８ｂ側に向けて挿通される。
【００２４】
プレート１８の他面１８ｂ側には、ガイド部２０が設けられる。ガイド部２０は柱状部材２２と、中間ガイド部材２４と、規制部材２６と、終端ガイド部材２８とを備える。柱状部材２２の一端は、プレート１８の他面１８ｂに固定される。
【００２５】
中間ガイド部材２４は、柱状部材２２に取り付けられるプレート状の部材である。中間ガイド部材２４には、一面２４ａから他面２４ｂに貫通する複数の孔２４ｃが形成される。複数の孔２４ｃは２列に配列される。孔２４ｃには、ボビン１４から引き出され、プレート１８の孔１８ｃを経由した繊維強化樹脂材１２が、一面２４ａ側から他面２４ｂ側に向けて挿通される。中間ガイド部材２４は、プレート１８の孔１８ｃを通過して１列に拡がる繊維強化樹脂材１２を２列にまとめて、終端ガイド部材２８にガイドする。
【００２６】
ここで、ガイド部２０の規制部材２６と終端ガイド部材２８、及び押し付け部４０について図１及び図３を用いて説明する。図３は規制部材２６と終端ガイド部材２８と押し付け部４０の正面、平面及び右側面を示す斜視図である。
【００２７】
規制部材２６と終端ガイド部材２８は、柱状部材２２の他端に形成される。このうち規制部材２６は、柱状部材２２の径方向の一方向とその逆方向に突出する。規制部材２６は、当該規制部材２６の下面が金型５０の分割面５１に当接することによって、金型５０のキャビティ５２における終端ガイド部材２８の位置を規制する。
【００２８】
終端ガイド部材２８は、配設部３２とゴム取付け部３４とを有する。配設部３２は、金型５０のキャビティ５２に入れられる部材であり、キャビティ５２の断面形状と略同一の断面形状が部分的に形成される。本実施形態では半円板状の部材である。配設部３２の外周曲面３２ａは金型５０のキャビティ５２の内周曲面５６と対向する。配設部３２の外周曲面３２ａには、配設部３２の軸線方向と平行する複数の溝３２ｂが、配設部３２の一面３２ｃから他面３２ｄにかけて形成される。各溝３２ｂの断面形状は、繊維強化樹脂材１２の断面形状に合わせた円弧状である。溝３２ｂには、ボビン１４から引き出され、プレート１８の孔１８ｃ及び中間ガイド部材２４の孔２４ｃを経由した繊維強化樹脂材１２が、一面３２ｃ側から他面３２ｄ側に向けて挿通される。
【００２９】
なお、配設部３２においては、他面３２ｄの表面積が一面３２ｃの表面積よりも小さい方が好ましい。すなわち、配設部３２の外周曲面３２ａが他面３２ｄ側から一面３２ｃ側にかけて傾斜することが好ましい。
【００３０】
ゴム取付け部３４は、配設部３２の他面３２ｄと同一面を形成するゴム取付け面３４ａを有する。ゴム取付け面３４ａには、一対の突起３６が形成される。また、ゴム取付け部３４のゴム取付け面３４ａと配設部３２の他面３２ｄにまたがって、円環状の突出部３８が形成される。
【００３１】
押し付け部４０は、円板状のゴム部材である。押し付け部４０の円弧は、配設部３２の外周曲面３２ａの円弧よりも若干小径である。押し付け部４０の縁には小片４０ａが形成され、また、中央には孔４０ｂが形成される。小片４０ａはゴム取付け部３４に形成された一対の突起３６の間に嵌められ、孔４０ｂはゴム取付け部３４及び配設部３２に形成された円環状の突出部３８に嵌められる。このようにして押し付け部４０は、ゴム取付け部３４及び配設部３２に固定される。
【００３２】
［配設装置１０を用いた繊維強化樹脂材１２の配設方法］
次に、配設装置１０を用いて金型５０に繊維強化樹脂材１２を配設する方法について、図１、図３、図４Ａ、図４Ｂを参照しつつ説明する。図４Ａは配設部３２によって金型５０に配設された各繊維強化樹脂材１２を示す模式図であり、図４Ｂは押し付け部４０によって押しつぶされた各繊維強化樹脂材１２を示す模式図である。図４Ａはガイド部２０の正面図に相当し、図４Ｂはガイド部２０に取り付けられた押し付け部４０の正面図に相当する。
【００３３】
先ず、図１に示されるガイド部２０の終端ガイド部材２８を、金型５０のキャビティ５２に入れる。このとき、配設部３２の各溝３２ｂを経由した各繊維強化樹脂材１２の端部を、金型５０の内周曲面５６に貼り付ける。そして、３軸ロボットを駆動し、図１の矢印Ａに示すように、配設装置１０を金型５０の表面に沿って移動させることによって、配設部３２をキャビティ５２に沿って移動させる。
【００３４】
各繊維強化樹脂材１２の端部は、金型５０の内周曲面５６に貼り付けられているため、配設装置１０の移動に伴いボビン１４から引き出された繊維強化樹脂材１２は、ボビン１４に巻かれている繊維強化樹脂材１２を引っ張る。すると、ボビン１４に回転力が与えられ、ボビン１４は軸部材１５を中心に回転する。その結果、繊維強化樹脂材１２がボビン１４から引き出される。
【００３５】
図４Ａに示すように、ボビン１４から引き出された繊維強化樹脂材１２は、プレート１８の孔１８ｃ、中間ガイド部材２４の孔２４ｃ、配設部３２の溝３２ｂを経由して、金型５０の内周曲面５６に配設される。このとき、各繊維強化樹脂材１２は、キャビティ５２の軸方向と平行に並列して配設される。
【００３６】
配設時、図４Ｂに示すように、各繊維強化樹脂材１２は、押し付け部４０によって各繊維強化樹脂材１２間の隙間がなくなるまで金型５０の内周曲面５６に押し付けられる。各繊維強化樹脂材１２は押しつぶされて、半割部材６０が形成されていく。半割部材６０は一方向に繊維強化樹脂材１２が引き揃えられたＵＤ材である。
【００３７】
金型５０の曲げ部５４は内外周差を有する。曲げ部５４において外周は内周よりも長い。配設部３２が曲げ部５４を移動する際、各ボビン１４の回転数（回転速度）は異なる。曲げ部５４の外周側に配設される繊維強化樹脂材１２が巻かれるボビン１４は、曲げ部５４の内周側に配設される繊維強化樹脂材１２が巻かれるボビン１４よりも多く回転するため、多くの繊維強化樹脂材１２が引き出される。このように配設装置１０によれば、曲げ部５４の内外周差を正確に反映した半割部材６０を形成できるため、半割部材６０の曲げ部で皺が生じない。
【００３８】
［軸状複合部材の製造方法１］
次に、配設装置１０を用いて２つの半割部材６０Ａ、６０Ｂを形成した後に軸状複合部材８０を製造する方法について、図５を参照しつつ説明する。図５は単層の軸状複合部材８０を製造する一連の工程を説明するための模式図である。
【００３９】
先ず、一対の金型５０Ａ、５０Ｂを用意し、図５のステップＳ１に示すように、金型５０Ａ及び金型５０Ｂに複数の繊維強化樹脂材１２を配設して半割部材６０Ａ、６０Ｂを形成する。半割部材６０Ａ、６０Ｂを形成する際には、図１等に示す配設装置１０を用いる。このため、半割部材６０Ａ、６０Ｂの曲げ部６２Ａ、６２Ｂの内周側には皺が生じない。
【００４０】
半割部材６０Ａ、６０Ｂの形成後、図５のステップＳ２に示すように、金型５０Ｂに形成された半割部材６０Ｂの内周側に、ナイロン製又はゴム製のチューブ状バッグ６６を嵌める。
【００４１】
チューブ状バッグ６６を嵌めた後、図５のステップＳ３に示すように、金型５０Ａと金型５０Ｂを型閉じする。金型５０Ａには位置決め用の複数の孔５８Ａが形成されており、金型５０Ｂには位置決め用の複数のピン５８Ｂが形成されている。金型５０Ａ、５０Ｂの型閉じの際に、金型５０Ａの孔５８Ａに、金型５０Ｂのピン５８Ｂを挿入する。金型５０Ａ、５０Ｂの型閉じによって、金型５０Ａ、５０Ｂの間には、２つの半割部材６０Ａ、６０Ｂからなる管状部材６２が形成される。
【００４２】
金型５０Ａ、５０Ｂの型閉じ後、図５のステップＳ４に示すように、チューブ状バッグ６６の両端に栓７２、７４を取り付ける。一方の栓７２をエアポンプ７６に接続し、エアポンプ７６からチューブ状バッグ６６の内部に０．６ＭＰａのエアを供給する。
【００４３】
エア供給後、図５のステップＳ５に示すように、栓７２を閉じて、炉等の加熱装置７８で金型５０Ａ、５０Ｂごと管状部材６２を熱する。このとき、管状部材６２の内周には、チューブ状バッグ６６によって所定の内圧が付与されている。所定時間、所定温度の熱処理を行うと、管状部材６２は硬化する。
【００４４】
熱処理終了後、図５のステップＳ６に示すように、管状部材６２が硬化した軸状複合部材８０を金型５０Ａ、５０Ｂから取り出す。ステップＳ１にて曲げ部６２Ａ、６２Ｂに皺がない半割部材６０Ａ、６０Ｂを形成したため、軸状複合部材８０の曲げ部８２にも皺がない。
【００４５】
［軸状複合部材の製造方法２］
前述した製造方法１によって製造されるのは、単層のＵＤ材からなる軸状複合部材８０である。しかし、曲げ／捻りを同時に受けることを可能にするためには、繊維強化樹脂材層を複数層にすることが好ましい。
【００４６】
図６は２層の軸状複合部材９０を製造する一連の工程を説明するための模式図である。２層の軸状複合部材９０を製造する方法について、図６を参照しつつ説明する。
【００４７】
図６に示すステップＳ１１、ステップＳ１３〜ステップＳ１７は、図５に示すステップＳ１〜ステップＳ６と実質的に同一である。このため、その詳細な説明を省略する。図６に示す一連の工程で特異なのは、ステップＳ１２である。
【００４８】
ステップＳ１２において、樹脂マンドレル（芯金）６８にナイロン製又はゴム製のチューブ状バッグ６６を被せ、チューブ状バッグ６６の表面に、シート状のプリプレグ（４５°材）８６をシートワインディング（ＳＷ）法で巻きつける。このとき、チューブ状バッグ６６が被せられた樹脂マンドレル６８を３つのロール８４で挟み、ロール８４を回転させることによって、樹脂マンドレル６８を回転させて、チューブ状バッグ６６の表面にプリプレグ８６を巻きつける。
【００４９】
なお、チューブ状バッグ６６の表面にシートワインディング（ＳＷ）法でシート状のプリプレグ８６を巻きつけるのではなく、フィラメントワインディング（ＦＷ）法でフィラメントを巻きつけてもよい。
【００５０】
次いで、ステップＳ１３にて、金型５０Ｂに形成された半割部材６０Ｂの内周側に樹脂マンドレル６８を嵌め、ステップＳ１４にて、型閉じする。ステップＳ１５にて、樹脂マンドレル６８を引き抜き、チューブ状バッグ６６の両端に栓７２、７４を取り付けて、チューブ状バッグ６６の内部に０．６ＭＰａのエアを供給する。ステップＳ１６にて、所定時間、所定温度の熱処理を行い、ステップＳ１７にて軸状複合部材９０を金型５０Ａ、５０Ｂから取り出す。
【００５１】
軸状複合部材９０は、内側に位置する４５°材の層と、外側に位置するＵＤ材（０°材）とで構成される。このため、軸状複合部材９０はＵＤ材の機能、すなわち軸状複合部材８０の機能の他に、４５°材の機能を有する。例えば、自転車のハンドルには、図７に示すような曲げ荷重や、図６のステップＳ１７に示す捻り荷重が作用する。軸状複合部材９０は、捻り荷重に対して４５°材の層の剛性を有し、曲げ荷重に対してはＵＤ材の層の剛性を有する。軸状複合部材９０に捻り荷重や曲げ荷重が作用する場合、軸状複合部材９０のパーティングラインは、最も応力の低い部位となる。パーティングラインは繊維と同じ向きとなる。
【００５２】
［他の実施形態］
上述した実施形態では、３軸ロボットを用いて配設装置１０を互いに直交する３軸、すなわちＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動させている。しかし、配設装置１０と金型５０、５０Ａ、５０Ｂとを相対的に変位させればよく、例えば、配設装置１０をＺ軸方向に移動させ、金型５０、５０Ａ、５０ＢをＸ軸、Ｙ軸方向に移動させてもよい。
【００５３】
上述した実施形態では、配設部３２の外周曲面３２ａに複数の溝３２ｂが形成されている。その代わりに、配設部３２の内部に複数の孔が形成されてもよい。
【００５４】
上述した実施形態では、配設部３２は半円板状の部材である。その代わりに、配設部３２が１／４球状であってもよい。１／４球状の場合、配設部の球面が金型５０のキャビティ５２の内周曲面５６と対向する。配設部の球面には複数の溝が形成される。各溝の断面形状は、繊維強化樹脂材１２の断面形状に合わせた円弧状である。溝には、ボビン１４から引き出され、プレート１８の孔１８ｃ及び中間ガイド部材２４の孔２４ｃを経由した繊維強化樹脂材１２が、１／４球状体の底面側に向けて挿通される。
【００５５】
上述した実施形態では、配設部３２は半円板状の部材である。その代わりに、配設部３２が半円錐状であってもよい。
【００５６】
［本実施形態の効果］
本実施形態に係る配設装置１０では、繊維強化樹脂材１２をボビン１４から引き出しながら金型５０、５０Ａ、５０Ｂに並列して配設することによってＵＤ材を形成する。ボビン１４は個別に回転可能であるため、金型５０、５０Ａ、５０Ｂの各部位に適切な長さの繊維強化樹脂材１２を配設できる。例えば、金型５０、５０Ａ、５０Ｂの曲げ部５４、５４Ａ、５４Ｂに複数の繊維強化樹脂材１２を並列して配設する際に、曲げ部５４、５４Ａ、５４Ｂの内周側ほど繊維強化樹脂材１２の長さを短くし、曲げ部５４、５４Ａ、５４Ｂの外周側ほど繊維強化樹脂材１２の長さを長くすることができる。配設装置１０によれば、金型５０、５０Ａ、５０Ｂの曲げ部５４、５４Ａ、５４Ｂにおいて皺を発生させることなくＵＤ材を配設できる。こうしたＵＤ材を使用して軸状複合部材８０、９０を製造するため、軸状複合部材８０、９０の曲げ入力に対する剛性・強度を確保することが可能となる。さらに、軸状複合部材８０、９０の曲げ部８２、９２に皺がなくなるため、意匠性が向上する。
【００５７】
また、繊維強化樹脂材１２の延在方向をキャビティ５２の軸方向と平行にすると、最終的に製造される軸状複合部材８０、９０の軸方向と繊維の延在方向との角度が０°となる。このため、軸状複合部材８０、９０の曲げ入力に対する剛性・強度が最も高くなる。また、配設時に繊維強化樹脂材１２を押しつぶすようにすれば、後から繊維強化樹脂材１２を押しつぶす作業が不要になる。
【００５８】
本実施形態によれば、軸状複合部材８０、９０の曲げ部８２、９２の屈曲半径Ｒを、軸状複合部材８０、９０の直径の２倍程度まで小さくすることができる。
【００５９】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６０】
１０…繊維強化樹脂材の配設装置      １２…繊維強化樹脂材
１４…ボビン                        ２０…ガイド部
２２…柱状部材                      ２４…中間ガイド部材
２６…規制部材                      ２８…終端ガイド部材
３２…配設部                        ３４…ゴム取付け部
４０…押し付け部                    ５０、５０Ａ、５０Ｂ…金型
５４、５４Ａ、５４Ｂ…曲げ部        ８０、９０、１００…軸状複合部材
８２、９２…曲げ部
【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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