本發(fā)明涉及處理強(qiáng)化纖維的處理裝置以及處理方法。

背景技術(shù)：

以往，提供了如下的單向預(yù)浸料，該單向預(yù)浸料通過(guò)向扁平狀態(tài)的帶狀的纖維束浸滲環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固化性樹脂、聚烯烴系樹脂、脂肪族聚酰胺系樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯樹脂等熱塑性樹脂等基體樹脂而成，該帶狀的纖維束通過(guò)對(duì)將構(gòu)成碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維等強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲捆扎成束狀而形成的單向纖維束進(jìn)行開纖并擴(kuò)寬然后沿一個(gè)方向并行排列而成。為了形成高品質(zhì)的單向預(yù)浸料，需要高精度地對(duì)單向纖維束進(jìn)行開纖，從而提出了對(duì)單向纖維束進(jìn)行開纖的各種技術(shù)。例如在專利文獻(xiàn)1、2中公開了如下技術(shù)，一邊使單向纖維束沿長(zhǎng)度方向行進(jìn)，一邊沿著與行進(jìn)方向交叉的方向使氣流通過(guò)單向纖維束，從而使單向纖維束在寬度方向上展開而進(jìn)行開纖。

另外，提出了向開纖后的帶狀的單向纖維束浸滲樹脂的各種技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)3中公開了如下技術(shù)，使開纖后的帶狀的單向纖維束在重疊有樹脂膜的狀態(tài)下通過(guò)夾持輥并進(jìn)行加壓，從而向單向纖維束浸滲樹脂。另外，例如在專利文獻(xiàn)4中公開了如下技術(shù)，使開纖后的帶狀的單向纖維束與樹脂膜重疊并通過(guò)熱輥之間，從而向單向纖維束浸滲樹脂。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國(guó)際公開第97/41285號(hào)公報(bào)(第13頁(yè)～第14頁(yè)、圖2、說(shuō)明書摘要等)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平11-200136號(hào)公報(bào)(段落0025、圖1、說(shuō)明書摘要等)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2001-288639號(hào)公報(bào)(段落0058～0060、圖1等)

專利文獻(xiàn)4：日本特開平10-292238號(hào)公報(bào)(段落0053等)

在專利文獻(xiàn)1、2所公開的技術(shù)中，由于利用氣流將單向纖維束擴(kuò)寬而進(jìn)行開纖，因此在進(jìn)行開纖時(shí)無(wú)法使較強(qiáng)的張力作用于單向纖維束。因此，難以穩(wěn)定且高速地對(duì)單向纖維束進(jìn)行處理。另外，在專利文獻(xiàn)3、4所公開的浸滲技術(shù)中，期望縮短使樹脂熔融而向單向纖維束浸滲的處理時(shí)間。另外，期望在向單向纖維束浸滲樹脂時(shí)，改善構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲與樹脂的接合狀態(tài)的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明使鑒于上述的課題而完成的，其目的在于提供能夠穩(wěn)定且高速地對(duì)單向纖維束進(jìn)行處理的技術(shù)。

用于解決課題的手段

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的處理裝置對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行處理，其特征在于，所述處理裝置具備：支承體，其具有支承面；按壓體，其具有按壓面；振動(dòng)機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述按壓體施加朝向與所述支承面正交的按壓方向的超聲波振動(dòng)；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，在將所述強(qiáng)化纖維即單向纖維束夾在所述支承面與通過(guò)所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)在所述按壓方向上進(jìn)行超聲波振動(dòng)的所述按壓體的所述按壓面之間的狀態(tài)下，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述單向纖維束與所述按壓體相對(duì)移動(dòng)，通過(guò)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述按壓面按壓所述單向纖維束的按壓位置沿著所述單向纖維束的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，從而對(duì)所述單向纖維束進(jìn)行開纖。

另外，本發(fā)明所涉及的處理方法對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行處理，其特征在于，在將所述強(qiáng)化纖維即單向纖維束夾在支承體的支承面與在相對(duì)于所述支承面正交的按壓方向上進(jìn)行超聲波振動(dòng)的按壓體的按壓面之間的狀態(tài)下，使所述按壓面按壓所述單向纖維束的按壓位置沿著所述單向纖維束的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，從而對(duì)所述單向纖維束進(jìn)行開纖。

若像這樣構(gòu)成，在將單向纖維束夾在支承體的支承面與在相對(duì)于該支承面正交的按壓方向上進(jìn)行超聲波振動(dòng)的按壓體的按壓面之間的狀態(tài)下，通過(guò)使按壓面按壓?jiǎn)蜗蚶w維束的按壓位置沿著單向纖維束的長(zhǎng)度方向移動(dòng)，能夠?qū)蜗蚶w維束進(jìn)行開纖。因此，與利用氣流的以往技術(shù)進(jìn)行比較，能夠在進(jìn)行開纖時(shí)使較強(qiáng)的張力作用于單向纖維束，因此能夠穩(wěn)定且高速地對(duì)單向纖維束進(jìn)行處理而進(jìn)行開纖。

另外，本發(fā)明所涉及的處理裝置對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行處理，其特征在于，所述處理裝置具備：支承體，其具有支承面；按壓體，其具有按壓面；振動(dòng)機(jī)構(gòu)，其對(duì)所述按壓體施加朝向與所述支承面正交的按壓方向的超聲波振動(dòng)；以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)，在將所述強(qiáng)化纖維與樹脂構(gòu)件重疊地夾在所述支承面與通過(guò)所述振動(dòng)機(jī)構(gòu)在所述按壓方向上進(jìn)行超聲波振動(dòng)的所述按壓體的所述按壓面之間的狀態(tài)下，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述強(qiáng)化纖維以及所述樹脂構(gòu)件與所述按壓體相對(duì)移動(dòng)，通過(guò)所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述按壓面按壓所述強(qiáng)化纖維的按壓位置移動(dòng)，從而使所述樹脂構(gòu)件的樹脂浸滲于所述強(qiáng)化纖維。

另外，本發(fā)明所涉及的處理方法對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行處理，其特征在于，在將所述強(qiáng)化纖維與樹脂構(gòu)件重疊地夾在支承體的支承面與在相對(duì)于所述支承面正交的按壓方向上進(jìn)行超聲波振動(dòng)的按壓體的按壓面之間的狀態(tài)下，使所述按壓面按壓所述強(qiáng)化纖維的按壓位置移動(dòng)，從而使所述樹脂構(gòu)件的樹脂浸滲于所述強(qiáng)化纖維。

另外，也可以為，所述強(qiáng)化纖維是單向纖維束，在將開纖后的帶狀的所述單向纖維束與所述樹脂構(gòu)件重疊地夾在所述支承面與所述按壓面之間的狀態(tài)下，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述按壓面按壓所述單向纖維束的按壓位置沿著所述單向纖維束的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。

另外，也可以為，所述強(qiáng)化纖維是單向纖維束，在將開纖后的帶狀的所述單向纖維束與所述樹脂構(gòu)件重疊地夾在所述支承面與所述按壓面之間的狀態(tài)下，使所述按壓面按壓所述單向纖維束的按壓位置沿著所述單向纖維束的長(zhǎng)度方向移動(dòng)。

若像這樣構(gòu)成，則通過(guò)施加超聲波振動(dòng)能量使樹脂分子振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)從而促進(jìn)分子運(yùn)動(dòng)而發(fā)熱，能夠使樹脂部件快速升溫而熔融。因此，與利用夾持輥等加壓裝置的以往技術(shù)進(jìn)行比較，能夠使按壓面的按壓位置高速地移動(dòng)，能夠通過(guò)施加超聲波振動(dòng)縮短浸滲處理的總浸滲時(shí)間，因此能夠穩(wěn)定且高速地對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行處理而使熔融的樹脂浸滲。另外，通過(guò)施加超聲波振動(dòng)，能夠利用小型結(jié)構(gòu)的按壓體使樹脂浸滲于強(qiáng)化纖維，因此與利用夾持輥等加壓裝置的以往技術(shù)進(jìn)行比較，能夠通過(guò)非常小型結(jié)構(gòu)的裝置使樹脂浸滲于強(qiáng)化纖維。

另外，由于通過(guò)施加超聲波振動(dòng)而執(zhí)行浸滲處理，因此構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲振動(dòng)，從而促進(jìn)構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲與樹脂的接合界面的反應(yīng)而使樹脂相對(duì)于各細(xì)絲的浸潤(rùn)狀態(tài)良好，使各細(xì)絲與樹脂的接合界面形成為良好的接合狀態(tài)，能夠?qū)渲瑯?gòu)件的樹脂以樹脂孔隙等非常少的狀態(tài)良好地浸滲于強(qiáng)化纖維。

另外，通過(guò)對(duì)開纖前的單向纖維束與樹脂構(gòu)件同時(shí)進(jìn)行處理，能夠在對(duì)單向纖維束進(jìn)行開纖的同時(shí)，使樹脂構(gòu)件熔融而使樹脂浸滲于纖維束。因此，無(wú)需如以往那樣準(zhǔn)備開纖裝置以及浸滲裝置這兩方的裝置，因此能夠降低單向纖維束的處理成本。

另外，還可以為，所述處理裝置還具備按壓構(gòu)件，該按壓構(gòu)件將浸滲樹脂后的所述強(qiáng)化纖維向所述支承面按壓。

若像這樣構(gòu)成，通過(guò)利用按壓體施加超聲波振動(dòng)，能夠利用按壓構(gòu)件維持浸滲樹脂后的強(qiáng)化纖維的成形狀態(tài)。另外，能夠通過(guò)按壓構(gòu)件將浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的形狀成形為適當(dāng)?shù)男螤睢?/p>

另外，也可以為，所述處理裝置還具備冷卻機(jī)構(gòu)，該冷卻機(jī)構(gòu)對(duì)所述按壓構(gòu)件進(jìn)行冷卻。

若像這樣構(gòu)成，能夠通過(guò)被冷卻機(jī)構(gòu)冷卻后按壓構(gòu)件使浸滲于強(qiáng)化纖維的樹脂迅速地冷卻固化。

另外，也可以為，所述按壓構(gòu)件以規(guī)定的按壓力將浸滲樹脂后的所述強(qiáng)化纖維向所述支承面按壓。

若像這樣構(gòu)成，在維持浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的成形狀態(tài)時(shí)，利用按壓構(gòu)件以適當(dāng)?shù)囊?guī)定的按壓力將強(qiáng)化纖維向支承面按壓，從而能夠利用按壓構(gòu)件更加可靠地維持浸滲樹脂后的強(qiáng)化纖維的成形狀態(tài)。另外，通過(guò)以根據(jù)浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的寬度、厚度的目標(biāo)值等而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的按壓力將浸滲處理后的強(qiáng)化纖維向支承面按壓，能夠高精度地調(diào)節(jié)浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的寬度、厚度。

另外，也可以為，所述按壓構(gòu)件配置為距所述支承面隔開規(guī)定距離。

若像這樣構(gòu)成，在維持浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的成形狀態(tài)時(shí)，在將按壓構(gòu)件配置為距支承面適當(dāng)?shù)囊?guī)定距離的狀態(tài)下，利用按壓構(gòu)件將浸滲處理后的強(qiáng)化纖維向支承面按壓，從而能夠利用按壓構(gòu)件更加可靠地維持浸滲樹脂后的強(qiáng)化纖維的成形狀態(tài)。另外，通過(guò)在將按壓構(gòu)件配置為距支承面根據(jù)浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的厚度的目標(biāo)值等而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定距離的狀態(tài)下，將浸滲處理后的強(qiáng)化纖維向支承面按壓，能夠高精度地調(diào)節(jié)浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的厚度。

另外，也可以為，所述處理裝置還具備加熱機(jī)構(gòu)，該加熱機(jī)構(gòu)對(duì)浸滲所述樹脂前的所述強(qiáng)化纖維進(jìn)行加熱。

若像這樣構(gòu)成，能夠使樹脂良好地浸滲于通過(guò)加熱機(jī)構(gòu)預(yù)加熱后的強(qiáng)化纖維。

另外，也可以為，所述按壓面以規(guī)定的加壓力將所述強(qiáng)化纖維向所述支承面按壓。

若像這樣構(gòu)成，通過(guò)一邊以根據(jù)作為處理對(duì)象的強(qiáng)化纖維的粗度、開纖、浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的寬度的目標(biāo)值等而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的加壓力按壓強(qiáng)化纖維，一邊進(jìn)行開纖、浸滲，能夠高精度地調(diào)節(jié)處理后的強(qiáng)化纖維的寬度。

另外，也可以為，所述按壓面配置為距所述支承面隔開規(guī)定間隙。

若像這樣構(gòu)成，通過(guò)在將按壓面配置為距支承面根據(jù)作為處理對(duì)象的強(qiáng)化纖維的粗度、開纖、浸滲處理后的強(qiáng)化纖維的厚度的目標(biāo)值等而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定間隙的狀態(tài)下對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行開纖、浸滲，能夠高精度地調(diào)節(jié)處理后的強(qiáng)化纖維的厚度。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在將強(qiáng)化纖維夾在支承體的支承面與在相對(duì)于該支承面正交的按壓方向上進(jìn)行超聲波振動(dòng)的按壓體的按壓面之間的狀態(tài)下，使按壓面按壓強(qiáng)化纖維的按壓位置移動(dòng)，能夠穩(wěn)定且高速地對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行處理。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主視圖。

圖2是從左側(cè)面?zhèn)扔^察圖1的處理裝置時(shí)的主要部分放大圖。

圖3是示出圖2的主要部分的立體圖。

圖4是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主視圖。

圖5是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖。

圖6是示出在本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的處理裝置中進(jìn)行處理的單向纖維束以及樹脂片的橫剖視圖。

圖7是示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖。

圖8是示出本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖。

圖9是示出圖8的處理裝置的主要部分的主視圖。

圖10是示出圖9的處理裝置的變形例的圖。

圖11是示出本發(fā)明的第七實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖。

圖12是示出本發(fā)明的第八實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主視圖。

具體實(shí)施方式

<第一實(shí)施方式>

參照?qǐng)D1～圖3說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主視圖，圖2是從左側(cè)面?zhèn)扔^察圖1的處理裝置時(shí)的主要部分放大圖，圖3是示出圖2的主要部分的立體圖。需要說(shuō)明的是，在圖3中，省略在單向纖維束B(強(qiáng)化纖維)的下表面?zhèn)扰渲玫臉渲與支承體2的圖示。另外，在圖1～圖3中，僅圖示本發(fā)明所涉及的主要結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，其他結(jié)構(gòu)省略圖示。另外，對(duì)于在之后的說(shuō)明中參照的圖4～圖12，也與圖1～圖3同樣地僅圖示主要的結(jié)構(gòu)，在以下的說(shuō)明中省略其說(shuō)明。

(處理裝置)

圖1以及圖2所示的處理裝置1在將單向纖維束B夾在支承體2的支承面21與在相對(duì)于支承面21正交的按壓方向即箭頭Z方向上進(jìn)行超聲波振動(dòng)的超聲波焊頭(horn)35的按壓面35a之間的狀態(tài)下，通過(guò)使單向纖維束B沿長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)，從而使按壓面35a對(duì)單向纖維束B按壓的按壓位置沿著單向纖維束B的長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向移動(dòng)，通過(guò)沿著長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向從按壓面35a對(duì)單向纖維束B施加按壓方向即箭頭Z方向的超聲波振動(dòng)，從而沿著長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向?qū)蜗蚶w維束B連續(xù)地進(jìn)行開纖。

另外，在本實(shí)施方式中，處理裝置1通過(guò)在將單向纖維束B與樹脂膜S(樹脂構(gòu)件)重疊地配置在支承面21與按壓面35a之間的狀態(tài)下，使單向纖維束B(樹脂膜S)沿著長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)，從而一邊利用超聲波振動(dòng)使分別重疊在單向纖維束B的兩面的樹脂膜S熔融浸滲，一邊對(duì)單向纖維束B進(jìn)行開纖。因此，通過(guò)利用處理裝置1對(duì)重疊有樹脂膜S的單向纖維束B進(jìn)行處理，從而形成單向預(yù)浸料P，該單向預(yù)浸料P通過(guò)向開纖后的構(gòu)成單向纖維束B的各細(xì)絲以規(guī)定寬度沿一個(gè)方向并排排列而成的扁平狀態(tài)的帶狀的纖維束B*(參照?qǐng)D3)浸滲樹脂膜S的樹脂而成。

處理裝置1具備：支承體2；頭部3，其具備向單向纖維束B施加按壓方向即箭頭Z方向上的超聲波振動(dòng)的諧振器31；加壓機(jī)構(gòu)4，其驅(qū)動(dòng)被支承機(jī)構(gòu)33支承的諧振器31而使其在按壓方向即箭頭Z方向上往復(fù)移動(dòng)；供給機(jī)構(gòu)5，其將在兩面重疊有樹脂膜S的單向纖維束B向工作臺(tái)2與頭部3之間供給；以及控制裝置(省略圖示)，其進(jìn)行處理裝置1的各部分的控制。需要說(shuō)明的是，單向纖維束B通過(guò)將構(gòu)成碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維等強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲捆扎成束狀而形成，形成基體樹脂的樹脂膜S由環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂等熱固化性樹脂、聚烯烴系樹脂、脂肪族聚酰胺系樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯樹脂等熱塑性樹脂形成。另外，如圖3所示那樣，樹脂膜S形成為其寬度Ws比單向纖維束B開纖而形成的帶狀的纖維束B*的寬度Wb稍寬的帶狀。

支承體2配置在頭部3的下方，具有平面狀的支承面21，將在兩面重疊有樹脂膜S的狀態(tài)的單向纖維束B夾在頭部3所具備的超聲波焊頭35的按壓面35a與該支承面21之間。需要說(shuō)明的是，支承體2由鈦、鈦合金、鐵、不銹鋼、鋁、硬鋁等鋁合金等各種金屬材料、玻璃、陶瓷、樹脂等適當(dāng)?shù)母鞣N材料形成。

另外，也可以在支承體2上設(shè)置有加熱器(省略圖示)。這樣一來(lái)，通過(guò)利用加熱器預(yù)先將支承體2的主體升溫至規(guī)定溫度，從而在被施加超聲波振動(dòng)能量的樹脂膜S發(fā)熱時(shí)，能夠緩和樹脂膜S與支承體2之間產(chǎn)生的溫度梯度，因此能夠阻擋從發(fā)熱的樹脂膜S向支承體2的導(dǎo)熱。這樣，能夠使設(shè)置于支承體2的加熱器作為阻擋向支承體2側(cè)的導(dǎo)熱的阻擋機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。另外，通過(guò)利用加熱器預(yù)先將支承體2的主體升溫至規(guī)定溫度，還能夠在通過(guò)超聲波焊頭35的按壓面35a對(duì)樹脂膜S施加的超聲波振動(dòng)能量的基礎(chǔ)上增加加熱器的熱能。這樣一來(lái)，能夠抑制向樹脂膜S過(guò)度供給超聲波振動(dòng)能量，并且能夠使溫度充分上升而使樹脂膜S可靠地熔融。

頭部3具備：諧振器31，在其一端連接有向諧振器31施加朝向按壓方向即箭頭Z方向的超聲波振動(dòng)的振子32(振動(dòng)機(jī)構(gòu))；以及支承機(jī)構(gòu)33，其支承諧振器31，通過(guò)振子32使諧振器31(超聲波焊頭35)進(jìn)行超聲波振動(dòng)，從而從按壓面35a對(duì)單向纖維束B(樹脂膜S)施加超聲波振動(dòng)。

具體地說(shuō)，諧振器31與被控制裝置控制的振子32生成的超聲波振動(dòng)諧振而沿其中心軸的方向(按壓方向)即箭頭Z方向進(jìn)行超聲波振動(dòng)，具備增強(qiáng)器34和超聲波焊頭35，增強(qiáng)器34的另一端與超聲波焊頭35的一端通過(guò)無(wú)頭螺釘以彼此的中心軸形成為同軸的方式連結(jié)。

在本實(shí)施方式中，增強(qiáng)器34例如形成為諧振頻率的一個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度，以使得圖2中的箭頭Z方向上的增強(qiáng)器34的大致中央的位置和其兩端位置成為最大振幅點(diǎn)。此時(shí)，在箭頭Z方向上距離各最大振幅點(diǎn)離開1/4波長(zhǎng)的兩個(gè)位置分別相當(dāng)于增強(qiáng)器34的第一最小振幅點(diǎn)以及第二最小振幅點(diǎn)。另外，增強(qiáng)器34形成為剖面形狀呈圓形狀的圓柱狀。并且，在增強(qiáng)器34的一端利用無(wú)頭螺釘以與增強(qiáng)器34的中心軸形成為同軸的方式連接有振子32。

另外，在增強(qiáng)器34的相當(dāng)于第一最小振幅點(diǎn)以及第二最小振幅點(diǎn)的位置的外周面，通過(guò)沿各自的周向形成凹狀的槽，從而形成用于供增強(qiáng)器34(諧振器31)被支承機(jī)構(gòu)33把持的被把持部。需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，被把持部形成為與增強(qiáng)器34的中心軸大致正交且剖面形狀呈八邊形狀，但也可以將被把持部形成為剖面形狀呈圓形狀或其他多邊形狀。

超聲波焊頭35(相當(dāng)于本發(fā)明的“按壓體”)具有沿與支承體2的支承面21正交的按壓方向即箭頭Z方向按壓?jiǎn)蜗蚶w維束B(樹脂膜S)的平面狀的按壓面35a，超聲波焊頭35與振子32的振動(dòng)諧振而進(jìn)行超聲波振動(dòng)，由此從按壓面35a對(duì)單向纖維束B(樹脂膜S)施加超聲波振動(dòng)。超聲波焊頭35例如形成為諧振頻率的半波長(zhǎng)的長(zhǎng)度，以使得圖2中的箭頭Z方向上的超聲波焊頭35的兩端位置成為最大振幅點(diǎn)。此時(shí)，箭頭Z方向上的超聲波焊頭35的大致中央的位置相當(dāng)于第三最小振幅點(diǎn)。另外，如圖2以及圖3所示那樣，超聲波焊頭35形成為長(zhǎng)方體狀。并且，超聲波焊頭35的按壓面35a形成為，在與按壓方向即箭頭Z方向、以及長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向大致正交的寬度方向即箭頭X方向上比樹脂膜S(開纖后的帶狀的纖維束B*)寬(超聲波焊頭35的寬度Wh≥樹脂膜S的寬度Ws≥帶狀的纖維束B*的寬度Wb)。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，諧振器31構(gòu)成為，其諧振頻率為約15kHz～約60kHz，其振動(dòng)振幅(箭頭Z方向上的伸縮的振幅)為約2μm～約300μm，諧振器31與由振子32生成的超聲波振動(dòng)諧振而進(jìn)行超聲波振動(dòng)，由此通過(guò)超聲波焊頭35的按壓面35a對(duì)單向纖維束B(樹脂膜S)施加按壓方向即箭頭Z方向的超聲波振動(dòng)。另外，諧振器31(增強(qiáng)器34、超聲波焊頭35)由鈦、鈦合金、鐵、不銹鋼、鋁、硬鋁等鋁合金等、一般形成諧振器所使用的各種金屬材料形成。

另外，也可以在諧振器31(超聲波焊頭35)設(shè)置有加熱器。這樣一來(lái)，利用加熱器預(yù)先將諧振器31(超聲波焊頭35)升溫至規(guī)定溫度，從而在被施加超聲波振動(dòng)能量的樹脂膜S發(fā)熱時(shí)，能夠緩和樹脂膜S與諧振器31(超聲波焊頭35)之間產(chǎn)生的溫度梯度，因此能夠阻擋從發(fā)熱的樹脂膜S向諧振器31(超聲波焊頭35)的導(dǎo)熱。這樣，能夠使設(shè)置于諧振器31(超聲波焊頭35)的加熱器作為阻擋向諧振器31(超聲波焊頭35)側(cè)的導(dǎo)熱的阻擋機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。另外，通過(guò)利用加熱器預(yù)先將諧振器31(超聲波焊頭35)的主體升溫至規(guī)定溫度，從而還能夠在通過(guò)超聲波焊頭35的按壓面35a對(duì)樹脂膜S施加的超聲波振動(dòng)能量的基礎(chǔ)上增加加熱器的熱能。這樣一來(lái)，能夠抑制向樹脂膜S過(guò)度供給超聲波振動(dòng)能量，并且能夠使溫度充分上升而使樹脂膜S可靠地熔融。

支承機(jī)構(gòu)33具備基部36與夾緊機(jī)構(gòu)37，利用夾緊機(jī)構(gòu)37把持增強(qiáng)器34的被把持部從而支承諧振器31，在基部36上沿箭頭Z方向形成有與加壓機(jī)構(gòu)4的滾珠絲杠42螺合的螺紋孔。

另外，夾緊機(jī)構(gòu)37以能夠把持形成于增強(qiáng)器34的兩個(gè)被把持部的方式設(shè)置在基部36的兩個(gè)位置，且分別具備夾持增強(qiáng)器34的被把持部的第一構(gòu)件以及第二構(gòu)件。具體地說(shuō)，在夾緊機(jī)構(gòu)37的第一構(gòu)件以及第二構(gòu)件上分別設(shè)置有具有能夠與被把持部的剖面形狀卡合的形狀的凹部。并且，以利用第一構(gòu)件以及第二構(gòu)件的凹部夾持增強(qiáng)器34的被把持部的方式，將被基部36支承的夾緊機(jī)構(gòu)37的第一構(gòu)件以及第二構(gòu)件嵌插于形成被把持部的凹狀的槽中，利用螺栓將第一構(gòu)件以及第二構(gòu)件固定，從而利用夾緊機(jī)構(gòu)37把持增強(qiáng)器34的被把持部。

需要說(shuō)明的是，支承諧振器31的支承機(jī)構(gòu)33的結(jié)構(gòu)不限于如上述那樣在把持(夾緊)形成于增強(qiáng)器34的被把持部的狀態(tài)下利用螺栓固定的夾緊機(jī)構(gòu)37，例如也可以采用構(gòu)成為能夠進(jìn)行電控制的機(jī)械夾緊機(jī)構(gòu)、或能夠以一觸式進(jìn)行安裝的夾緊機(jī)構(gòu)等，只要為能夠支承增強(qiáng)器34的被把持部的結(jié)構(gòu)，則可以為任意結(jié)構(gòu)。

另外，形成于諧振器31的被把持部的位置不限于最小振幅點(diǎn)，在諧振器31的任意位置形成被把持部即可。另外，被把持部的結(jié)構(gòu)不限于在諧振器31的外周面沿著周向形成有凹狀的槽的結(jié)構(gòu)，例如也可以采用在諧振器31的外周面沿著周向形成有凸?fàn)畹耐咕壍慕Y(jié)構(gòu)等，只要能夠利用支承機(jī)構(gòu)33進(jìn)行把持，則被把持部可以構(gòu)成為任意的形狀。另外，被把持部也可以經(jīng)由O型環(huán)、隔膜等彈性構(gòu)件而被支承機(jī)構(gòu)33支承。

加壓機(jī)構(gòu)4沿按壓方向即箭頭Z方向驅(qū)動(dòng)以超聲波焊頭35的按壓面35a與支承體2的支承面21對(duì)置的方式支承于支承機(jī)構(gòu)33的諧振器31，使其接近支承體2或遠(yuǎn)離支承體2，且加壓機(jī)構(gòu)4具備驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41和滾珠絲杠42。另外，在立設(shè)于架臺(tái)(省略圖示)的支柱(省略圖示)上結(jié)合有引導(dǎo)件43，加壓機(jī)構(gòu)4經(jīng)由框架44與支柱以及引導(dǎo)件43連結(jié)。

并且，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41被控制裝置控制而旋轉(zhuǎn)，從而沿箭頭Z方向設(shè)置于引導(dǎo)件43的凸?fàn)畹膶?dǎo)軌43a與設(shè)置于支承機(jī)構(gòu)33的引導(dǎo)件(省略圖示)滑動(dòng)接觸，并且與滾珠絲杠42螺合的支承機(jī)構(gòu)33沿移動(dòng)方向即箭頭Z方向上下移動(dòng)，由此，支承于支承機(jī)構(gòu)33的諧振器31接近支承體2或遠(yuǎn)離支承體2。

另外，加壓機(jī)構(gòu)4構(gòu)成為，根據(jù)控制裝置進(jìn)行的控制來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而能夠使以規(guī)定的加壓力支承于支承機(jī)構(gòu)33的諧振器31接近支承體2。另外，在支柱上設(shè)置有線性編碼器(省略圖示)，由此檢測(cè)箭頭Z方向(按壓方向)上的頭部3的高度，根據(jù)線性編碼器的檢測(cè)信號(hào)利用控制裝置來(lái)控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41，從而能夠調(diào)節(jié)頭部3的高度。

并且，通過(guò)支承機(jī)構(gòu)33將諧振器31支承為，諧振器31的中心軸的方向與形成于基部36的螺紋孔為大致相同的方向，即，諧振器31的中心軸的方向與基于加壓機(jī)構(gòu)4的諧振器31的移動(dòng)方向(按壓方向)大致相同為箭頭Z方向，超聲波焊頭35的按壓面35a與支承體2對(duì)置。因此，通過(guò)利用加壓機(jī)構(gòu)4使基部36向下移動(dòng)，從而沿按壓方向即箭頭Z方向驅(qū)動(dòng)諧振器31(超聲波焊頭35)而一體地接近支承體2，由此，加壓機(jī)構(gòu)4的加壓力從按壓面35a向支承于支承體2的支承面21的單向纖維束B(樹脂膜S)施加。即，通過(guò)利用加壓機(jī)構(gòu)4進(jìn)行控制，從而利用進(jìn)行超聲波振動(dòng)的超聲波焊頭35的按壓面35a將單向纖維束B(樹脂膜S)向支承體2的支承面21按壓并進(jìn)行加壓。

需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，利用控制裝置控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41，以便利用按壓面35a以規(guī)定的恒定的加壓力將單向纖維束B(樹脂膜S)向支承面21按壓。另外，利用控制裝置控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41，以使得在諧振器31(基部36)的按壓方向即箭頭Z方向上的高度位置達(dá)到如圖2中的L所示那樣諧振器31最大程度地伸長(zhǎng)時(shí)的按壓面35a與支承面21的間隔成為規(guī)定間隙G的位置H時(shí)，諧振器31不會(huì)越過(guò)位置H而向支承體2側(cè)移動(dòng)。需要說(shuō)明的是，按壓面35a產(chǎn)生的針對(duì)單向纖維束B的加壓力的大小、按壓面35a與支承面21的間隙G的大小根據(jù)開纖后的帶狀的纖維束B*的寬度、厚度、單向預(yù)浸料P的寬度、厚度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定最佳的值即可。例如，可以通過(guò)反復(fù)對(duì)單向纖維束B、樹脂膜S進(jìn)行處理試驗(yàn)而設(shè)定最佳的加壓力、間隙G的值。另外，也可以采用如下方式，利用控制裝置控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41，以使得在諧振器31的按壓方向即箭頭Z方向上的高度達(dá)到位置H之前加壓力保持恒定，利用控制裝置控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)41，以使得諧振器31的按壓方向即箭頭Z方向上的高度達(dá)到位置H時(shí)，諧振器31停止。

如圖1所示那樣，供給機(jī)構(gòu)5(相當(dāng)于本發(fā)明的“移動(dòng)機(jī)構(gòu)”)具備卷繞保持單向纖維束B的第一供給輥51、分別卷繞保持樹脂膜S的第二供給輥52和第三供給輥53、抽出輥54、張力調(diào)節(jié)用輥55、以及收納輥56。單向纖維束B以及兩樹脂膜S分別被抽出輥54的沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輥54a以及從動(dòng)輥54b夾持，從而從各供給輥51～53抽出，并且夾在兩樹脂膜S之間的狀態(tài)下的單向纖維束B被供給到超聲波焊頭35的按壓面35a與支承體2的支承面21之間。

此時(shí)，在兩面重疊有樹脂膜S的單向纖維束B被配置在比頭部3靠下游側(cè)的位置的張力調(diào)節(jié)用輥55的沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輥55a以及從動(dòng)輥55b夾持，從而一邊調(diào)節(jié)其張力一邊以?shī)A在按壓面35a與支承面21之間的狀態(tài)沿長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)。因此，在本實(shí)施方式中，由于單向纖維束B(樹脂膜S)與超聲波焊頭35在長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向上相對(duì)移動(dòng)，因此利用按壓面35以規(guī)定的恒定的加壓力按壓?jiǎn)蜗蚶w維束B(樹脂膜S)的位置沿單向纖維束B的長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向移動(dòng)。并且，在兩面重疊有樹脂膜S的單向纖維束B在超聲波焊頭35的按壓面35a與支承體2的支承面21之間通過(guò)而形成的單向預(yù)浸料P卷繞于收納輥56而被收納。需要說(shuō)明的是，也可以通過(guò)僅設(shè)置第二供給輥52和第三供給輥53的任一方而向單向纖維束B的單面重疊樹脂膜S。

通過(guò)控制裝置如上述那樣進(jìn)行處理裝置1的各部分的控制，從而在將樹脂膜S(單向纖維束B)夾在支承體2的支承面21與超聲波焊頭35的按壓面35a之間的狀態(tài)下利用振子32使諧振器31(超聲波焊頭35)進(jìn)行超聲波振動(dòng)。由此，控制裝置從按壓面35a對(duì)樹脂膜S施加超聲波振動(dòng)能量而使樹脂膜S發(fā)熱，從而使該樹脂膜S熔融。

(開纖、浸滲處理)

接下來(lái)，說(shuō)明處理裝置1中執(zhí)行的開纖、浸滲處理的一例。

首先，準(zhǔn)備構(gòu)成規(guī)定的強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲捆扎成帶狀而成的單向纖維束B。然后，在該單向纖維束B的兩面重疊有規(guī)定的厚度的樹脂膜S的狀態(tài)下，一邊利用進(jìn)行超聲波振動(dòng)的超聲波焊頭35的按壓面35a以規(guī)定的加壓力將單向纖維束B向支承體2的支承面21按壓，一邊使單向纖維束B沿長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)，從而如圖3所示那樣形成單向預(yù)浸料P，該單向預(yù)浸料P通過(guò)向單向纖維束B的寬度擴(kuò)大至寬度Wb且其厚度變薄為規(guī)定厚度而形成的帶狀的纖維束B*浸滲樹脂膜S的樹脂而成。

如以上那樣，在本實(shí)施方式中，在將單向纖維束B夾在支承體2的支承面21與沿相對(duì)于該支承面21正交的按壓方向即箭頭Z方向進(jìn)行超聲波振動(dòng)的超聲波焊頭35的按壓面35a之間的狀態(tài)下，使按壓面35a按壓?jiǎn)蜗蚶w維束B的按壓位置沿著單向纖維束B的長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向移動(dòng)，從而能夠?qū)蜗蚶w維束B進(jìn)行開纖。因此，與例如利用氣流的以往的技術(shù)進(jìn)行比較，能夠在進(jìn)行開纖時(shí)使較強(qiáng)的張力作用于單向纖維束B，因此能夠穩(wěn)定且高速地對(duì)單向纖維束B進(jìn)行處理而進(jìn)行開纖。

另外，一般來(lái)說(shuō)，開纖后的帶狀的纖維束B*不穩(wěn)定而容易纏繞，但通過(guò)在將單向纖維束B與樹脂膜S重疊地配置在支承面21與按壓面35a之間的狀態(tài)下，使單向纖維束B(樹脂膜S)沿長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)，從而能夠在對(duì)單向纖維束B進(jìn)行開纖的同時(shí)，將使樹脂膜S熔融而成的樹脂浸滲于帶狀的纖維束B*。因此，無(wú)需如以往那樣準(zhǔn)備開纖裝置以及浸滲裝置這兩方的裝置，能夠通過(guò)一個(gè)工序形成單向預(yù)浸料P，因此能夠降低單向纖維束B的處理成本。另外，通過(guò)一邊利用超聲波焊頭35施加物理性的超聲波振動(dòng)一邊使樹脂膜S的樹脂與帶狀的纖維束B*接觸，從而能夠促進(jìn)構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲與樹脂的接合界面的反應(yīng)而形成良好的接合狀態(tài)，能夠使樹脂膜S的樹脂良好地浸滲于帶狀的纖維束B*。因此，能夠提高使用單向預(yù)浸料P的成形品的物理性能。另外，由于在開纖的同時(shí)地向帶狀的纖維束B*浸滲樹脂，因此不存在開纖后的帶狀的纖維束B*中產(chǎn)生絨毛等的擔(dān)心，容易進(jìn)行開纖后的纖維束B*的處理。

另外，通過(guò)一邊以根據(jù)作為處理對(duì)象的單向纖維束B的粗度、開纖處理后的帶狀的纖維束B*的寬度Wb、厚度的目標(biāo)值而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的加壓力按壓?jiǎn)蜗蚶w維束B，一邊進(jìn)行開纖，從而能夠高精度地調(diào)節(jié)開纖后的纖維束B*的寬度Wb以及厚度。

另外，將按壓面35a配置為，與支承面21的間隔不比根據(jù)作為處理對(duì)象的單向纖維束B的粗度、開纖處理后的帶狀的纖維束B*的厚度、寬度Wb的目標(biāo)值而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定間隙G窄，通過(guò)在該狀態(tài)下對(duì)單向纖維束B進(jìn)行開纖，從而能夠高精度地調(diào)節(jié)開纖后的帶狀的纖維束B*的厚度以及寬度Wb。需要說(shuō)明的是，也可以在以進(jìn)行超聲波振動(dòng)的超聲波焊頭35的最大伸長(zhǎng)時(shí)的按壓面35a與支承面21的間隔始終為規(guī)定間隙G的方式將諧振器31固定配置在按壓方向即箭頭Z方向上的位置H的狀態(tài)下(參照?qǐng)D2)，使單向纖維束B(樹脂膜S)沿長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)。這樣一來(lái)，也能夠高精度的調(diào)節(jié)開纖后的帶狀的纖維束B*的厚度以及寬度Wb。

<第二實(shí)施方式>

參照?qǐng)D4說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖4是示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主視圖。

圖4所示的處理裝置1a與上述的第一實(shí)施方式的不同之處在于，如圖4所示那樣，在浸滲裝置6中進(jìn)行浸滲處理。即，單向纖維束B在未重疊有樹脂膜S的狀態(tài)下在按壓面35a與支承面21之間通過(guò)而對(duì)單向纖維束B進(jìn)行開纖，之后，向帶狀的纖維束B*重疊樹脂膜S并在浸滲裝置6中進(jìn)行浸滲處理。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作相同，因此通過(guò)引用相同的附圖標(biāo)記而省略其結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作的說(shuō)明。

如圖4所示那樣，浸滲裝置6具備：帶單元61、62，其構(gòu)成為能夠從上下方向夾持在兩面重疊有樹脂膜S的帶狀的纖維束B*并進(jìn)行加壓，且沿該圖中的箭頭方向旋轉(zhuǎn)；以及加熱機(jī)構(gòu)63以及冷卻機(jī)構(gòu)64，其配置在帶單元61、62的內(nèi)側(cè)。另外，加熱機(jī)構(gòu)63配置在上游側(cè)，冷卻機(jī)構(gòu)64配置在下游側(cè)。在這樣構(gòu)成的浸滲裝置6中，在兩面重疊有樹脂膜S的帶狀的纖維束B*通過(guò)時(shí)，在上游側(cè)，一邊利用帶單元61、62進(jìn)行加壓一邊利用加熱機(jī)構(gòu)63進(jìn)行加熱，從而將熔融的樹脂膜S的樹脂浸滲于帶狀的纖維束B*。然后，在下游側(cè)，一邊利用帶單元61、62進(jìn)行加壓一邊利用冷卻機(jī)構(gòu)64進(jìn)行冷卻，從而浸滲于纖維束B*的樹脂固化，由此形成單向預(yù)浸料P。需要說(shuō)明的是，也可以與上述的第一實(shí)施方式同樣地，適當(dāng)?shù)卦谧罴训奈恢迷O(shè)置有張力調(diào)節(jié)用輥55。

即便像這樣構(gòu)成，也能夠與上述的第一實(shí)施方式同樣地，使單向纖維束B在按壓面35a與支承面21之間通過(guò)而對(duì)單向纖維束B進(jìn)行開纖，從而穩(wěn)定且高速地對(duì)單向纖維束B進(jìn)行處理而進(jìn)行開纖。另外，通過(guò)穩(wěn)定地對(duì)單向纖維束B進(jìn)行開纖，能夠減小浸滲有樹脂的帶狀的纖維束B*的厚度(浸滲距離：構(gòu)成強(qiáng)化纖維的細(xì)絲的根數(shù))，因此能夠在短時(shí)間內(nèi)使樹脂浸滲于纖維束B*，并且能夠抑制孔隙的產(chǎn)生，防止不完全的浸滲。因此，能夠提高使用了單向預(yù)浸料P的成形品的物理性能。

<第三實(shí)施方式>

參照?qǐng)D5說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖5是示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖。需要說(shuō)明的是，在圖5中，與圖3同樣地，對(duì)于在帶狀的纖維束B*的下表面?zhèn)扰渲玫臉渲、支承體2省略圖示。

圖5所示的處理裝置1b與上述的第二實(shí)施方式的不同之處在于，如圖5所示那樣，浸滲裝置7的結(jié)構(gòu)不同。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作相同，因此通過(guò)引用相同的附圖標(biāo)記而省略其結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作的說(shuō)明。

如圖5所示那樣，浸滲裝置7具備與開纖處理中使用的超聲波焊頭35大致同樣的結(jié)構(gòu)的超聲波焊頭135。并且，重疊有樹脂膜S的帶狀的纖維束B*在浸滲裝置7的超聲波焊頭135的按壓面135a與支承體2的支承面21之間通過(guò)，與上述的第一實(shí)施方式同樣地，從按壓面135a施加超聲波振動(dòng)而使熔融的樹脂膜S的樹脂浸滲于帶狀的纖維束B*，由此形成預(yù)浸料P。

若這樣構(gòu)成，則通過(guò)施加超聲波振動(dòng)能量使樹脂分子振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)從而促進(jìn)分子運(yùn)動(dòng)而發(fā)熱，能夠使樹脂片S快速升溫而熔融。因此，與利用夾持輥等加壓裝置的以往的技術(shù)、上述的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，能夠通過(guò)施加超聲波振動(dòng)而進(jìn)一步縮短浸滲時(shí)間，并且能夠提高浸滲裝置7(處理裝置)的浸滲能力。因此，能夠穩(wěn)定且高速地對(duì)單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)進(jìn)行處理而使熔融的樹脂浸滲。另外，與利用夾持輥等加壓裝置的以往的技術(shù)、上述的第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，能夠利用小型結(jié)構(gòu)的浸滲裝置7向纖維束B(帶狀的纖維束B*)浸滲樹脂片S等基體樹脂的樹脂。另外，由于與上述的第一實(shí)施方式同樣地施加超聲波振動(dòng)而執(zhí)行浸滲處理，因此能夠促進(jìn)構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲與樹脂的接合界面的反應(yīng)而形成良好的接合狀態(tài)，能夠使樹脂膜S的樹脂良好地浸滲于帶狀的纖維束B*。因此，能夠提高使用了單向預(yù)浸料P的成形品的物理性能。

需要說(shuō)明的是，也可以采用如下方式，利用控制裝置控制具備驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等致動(dòng)器的加壓機(jī)構(gòu)，以使得與超聲波焊頭35同樣地利用超聲波焊頭135的按壓面135a以規(guī)定的恒定的加壓力將單向纖維束B(樹脂膜S)向支承面21按壓。另外，也可以采用如下方式，利用控制裝置控制加壓機(jī)構(gòu)，以使得與超聲波焊頭35同樣地，在超聲波焊頭135的按壓方向即箭頭Z方向上的高度位置達(dá)到如圖2中的L所示那樣超聲波焊頭135最大程度地伸長(zhǎng)時(shí)的按壓面135a與支承面21的間隔成為規(guī)定間隙G的位置H時(shí)，超聲波焊頭135不會(huì)越過(guò)位置H而向支承體2側(cè)移動(dòng)。另外，按壓面135a產(chǎn)生的對(duì)單向纖維束B(樹脂片S)的加壓力的大小、按壓面135a與支承面21的間隙G的大小根據(jù)開纖后的帶狀的纖維束B*的寬度、厚度、單向預(yù)浸料P的寬度、厚度而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定最佳的值即可。另外，也可以采用如下方式，利用控制裝置控制驅(qū)動(dòng)加壓機(jī)構(gòu)，以使得在超聲波焊頭135的按壓方向即箭頭Z方向上的高度達(dá)到位置H之前加壓力保持恒定，利用控制裝置控制驅(qū)動(dòng)加壓機(jī)構(gòu)，以使得在超聲波焊頭135的按壓方向即箭頭Z方向上的高度達(dá)到位置H時(shí)，超聲波焊頭135停止。

此外，處理裝置1b無(wú)需具備開纖裝置(支承體2、頭部3)，在該情況下，將供給機(jī)構(gòu)5構(gòu)成為將利用處理裝置1b以外的裝置開纖后的單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)被供給至處理裝置1b的浸滲裝置7即可。

<第四實(shí)施方式>

參照?qǐng)D6說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖6是示出在本發(fā)明的第四實(shí)施方式所涉及的處理裝置中處理后的單向纖維束以及樹脂片的橫剖視圖。

本實(shí)施方式與上述的第一～第三實(shí)施方式的不同之處在于，如圖6所示那樣，在通過(guò)兩束單向纖維束B或兩束開纖后的帶狀的纖維束B*夾持樹脂膜S的狀態(tài)下執(zhí)行浸滲處理。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與上述的第一～第三實(shí)施方式中的任一方的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作相同，因此通過(guò)引用相同的附圖標(biāo)記而省略其結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作的說(shuō)明。

這樣，即便將單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)與樹脂片S如圖6所示那樣重疊，也能夠起到與上述的各實(shí)施方式同樣的效果。

<第五實(shí)施方式>

參照?qǐng)D7說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖7是示出本發(fā)明的第五實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖。需要說(shuō)明的是，在圖7中，與圖5同樣地，對(duì)于在帶狀的纖維束B*的下表面?zhèn)扰渲玫臉渲、支承體2省略圖示。

圖7所示的處理裝置1c與上述的圖5所示的處理裝置1b的不同之處在于，還具備對(duì)浸滲樹脂前的開纖了的單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)8。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作相同，因此通過(guò)引用相同的附圖標(biāo)記而省略其結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作的說(shuō)明。

加熱機(jī)構(gòu)8對(duì)構(gòu)成碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維等強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲捆扎而形成的單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)進(jìn)行加熱，由加熱器、感應(yīng)加熱裝置等一般的加熱裝置構(gòu)成。若像這樣構(gòu)成，則能夠提高通過(guò)加熱機(jī)構(gòu)8預(yù)加熱后的單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)與熔融的樹脂的緊貼性，能夠使樹脂良好地浸滲于帶狀的纖維束B*。

需要說(shuō)明的是，與上述的第三實(shí)施方式同樣地，圖7所示的處理裝置1c無(wú)需具備開纖裝置(支承體2、頭部3)，在該情況下，將供給機(jī)構(gòu)5構(gòu)成為將利用處理裝置1c以外的裝置開纖后的單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)供給至處理裝置1c的浸滲裝置7以及加熱裝置8即可。

<第六實(shí)施方式>

參照?qǐng)D8以及圖9說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖8是示出本發(fā)明的第六實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖，圖9是示出圖8的處理裝置的主要部分的主視圖。需要說(shuō)明的是，在圖9中，與圖5以及圖7同樣地，對(duì)于在帶狀的纖維束B*的下表面?zhèn)扰渲玫臉渲、支承體2省略圖示。

圖8所示的處理裝置1d與上述的圖5的處理裝置1b以及圖7的處理裝置1c的不同之處在于，具備將浸滲樹脂后的單向纖維束B(單向預(yù)浸料P)向支承體2的支承面21按壓的按壓構(gòu)件9、以及對(duì)按壓構(gòu)件9進(jìn)行冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)10。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作相同，因此通過(guò)引用相同的附圖標(biāo)記而省略其結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作的說(shuō)明。

按壓構(gòu)件9形成為輥狀，且配置為其中心軸與單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)的長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向(單向纖維束B的行進(jìn)方向)大致正交。并且，按壓構(gòu)件9一邊將其中心軸作為旋轉(zhuǎn)中心而旋轉(zhuǎn)，一邊通過(guò)其周面將單向預(yù)浸料P向支承面21按壓。此時(shí)，構(gòu)成為按壓構(gòu)件9利用省略圖示的馬達(dá)、工作缸等致動(dòng)器、彈簧等施力機(jī)構(gòu)，以規(guī)定的按壓力將單向預(yù)浸料P向支承面21按壓。另外，如圖9所示那樣，按壓構(gòu)件9的周面配置為距支承面21隔開規(guī)定距離G2。

冷卻機(jī)構(gòu)10通過(guò)吹出空氣而對(duì)按壓構(gòu)件9進(jìn)行冷卻。如圖8所示那樣，在按壓構(gòu)件9設(shè)置有流入口91、以及經(jīng)由構(gòu)件9內(nèi)的流路(省略圖示)與該流入口91連通的流出口92。冷卻機(jī)構(gòu)10從流入口91向按壓構(gòu)件9內(nèi)供給空氣，所供給的空氣通過(guò)按壓構(gòu)件9內(nèi)的流路從流出口92吹出，從而對(duì)按壓構(gòu)件9進(jìn)行冷卻。

因此，如圖9所示那樣，通過(guò)利用按壓構(gòu)件9以根據(jù)單向預(yù)浸料P的寬度的目標(biāo)值等而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的按壓力將單向預(yù)浸料P向支承面21按壓，從而能夠高精度地調(diào)節(jié)單向預(yù)浸料P的寬度。另外，如圖9所示那樣，通過(guò)在將按壓構(gòu)件9配置為距支承面21隔開根據(jù)單向預(yù)浸料P的厚度的目標(biāo)值等而預(yù)先設(shè)定的規(guī)定距離G2的狀態(tài)下，利用按壓構(gòu)件9將單向預(yù)浸料P向支承面21按壓，從而能夠高精度地調(diào)節(jié)單向預(yù)浸料P的厚度。這樣，通過(guò)利用按壓構(gòu)件9將浸滲處理后的單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)向支承面21按壓，從而能夠防止因殘余熱量而使單向預(yù)浸料P從支承面21浮起或膨脹的情況，能夠通過(guò)按壓構(gòu)件9將單向預(yù)浸料P的形狀成形為適當(dāng)?shù)男螤睢?/p>

另外，能夠利用被冷卻機(jī)構(gòu)9冷卻后的按壓構(gòu)件9使浸滲于單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)的樹脂迅速地冷卻固化。另外，通過(guò)構(gòu)成為將從流出口92吹出的空氣吹向浸滲于單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)后的樹脂，從而能夠提高浸滲后的樹脂的冷卻效果。

另外，通過(guò)使按壓構(gòu)件9的旋轉(zhuǎn)相位與單向預(yù)浸料P的移動(dòng)速度錯(cuò)開，能夠使按壓構(gòu)件9的周面與單向預(yù)浸料9的表面滑動(dòng)接觸，從而將單向預(yù)浸料P的表面形成為平滑。

接下來(lái)，參照?qǐng)D10說(shuō)明按壓構(gòu)件的變形例。圖10是示出圖9的處理裝置的變形例的圖。

圖10所示的處理裝置1d的按壓構(gòu)件9a與圖8的處理裝置1d的輥狀的按壓構(gòu)件9的不同之處在于，按壓構(gòu)件9a具有按壓面93，一邊使按壓面93與單向預(yù)浸料P滑動(dòng)接觸一邊將單向預(yù)浸料P向支承體2的支承面21按壓。需要說(shuō)明的是，在圖10中，按壓構(gòu)件9a形成為具有按壓面93的棱柱狀，但只要具有按壓面93，則按壓構(gòu)件9a的形狀不限于棱柱狀。另外，雖然省略圖示，但與圖8的按壓構(gòu)件9同樣地，在按壓構(gòu)件9a也設(shè)置有流入口91、以及經(jīng)由構(gòu)件9a內(nèi)的流路(省略圖示)與該流入口91連通的流出口92。并且，冷卻機(jī)構(gòu)10從流入口91向按壓構(gòu)件9a內(nèi)供給空氣，所供給的空氣通過(guò)按壓構(gòu)件9a內(nèi)的流路從流出口92吹出，從而對(duì)按壓構(gòu)件9a進(jìn)行冷卻。

需要說(shuō)明的是，在將單向纖維束B以及樹脂片S固定配置，使超聲波焊頭135沿著單向纖維束B的長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向移動(dòng)的情況下，可以構(gòu)成為超聲波焊頭135以及按壓構(gòu)件9、9a一體移動(dòng)。另外，在本實(shí)施方式中，冷卻機(jī)構(gòu)10構(gòu)成為利用空冷式對(duì)按壓構(gòu)件9、9a進(jìn)行冷卻，但也可以將冷卻機(jī)構(gòu)10構(gòu)成為利用水冷式對(duì)按壓構(gòu)件9、9a進(jìn)行冷卻。

另外，也可以采用如下方式，為了維持浸滲處理后的單向纖維束B的成形狀態(tài)，利用按壓構(gòu)件9、9a以適當(dāng)?shù)囊?guī)定的按壓力將單向纖維束B向支承面21按壓，或?yàn)榱司S持浸滲處理后的單向纖維束B的成形狀態(tài)，在將按壓構(gòu)件9、9a配置為距支承面21隔開適當(dāng)?shù)囊?guī)定距離G2的狀態(tài)下，利用按壓構(gòu)件9、9a將浸滲處理后的單向纖維束B向支承面21按壓。這樣一來(lái)，能夠通過(guò)按壓構(gòu)件9、9a更加可靠地維持浸滲樹脂后的單向纖維束B的成形狀態(tài)。

<第七實(shí)施方式>

參照?qǐng)D11說(shuō)明本發(fā)明的第七實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖11是示出本發(fā)明的第七實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主要部分的立體圖。需要說(shuō)明的是，在圖11中省略支承體2的圖示。

圖11所示的處理裝置1e與上述的圖8以及圖10的處理裝置1d的不同之處在于，形成基體樹脂的樹脂板S’(樹脂構(gòu)件)與單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)或單向預(yù)浸料P重疊地配置，樹脂板S’熔融后的樹脂浸滲于單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)或單向預(yù)浸料P。需要說(shuō)明的是，在將單向預(yù)浸料P(UD帶)配置在樹脂板S’上的情況下，向浸滲有樹脂的纖維束B進(jìn)一步浸滲樹脂板S’的樹脂。需要說(shuō)明的是，也可以代替按壓構(gòu)件9a而具備按壓構(gòu)件9。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作相同，因此通過(guò)引用相同的附圖標(biāo)記而省略其結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作的說(shuō)明。

即便像這樣構(gòu)成，也能夠起到與上述的第六實(shí)施方式同樣的效果。另外，雖然樹脂板S’的熱容量大，浸滲于單向纖維束B后的熔融樹脂的溫度不易下降，但通過(guò)利用按壓構(gòu)件9、9a將浸滲后的單向纖維束B向支承面21按壓，并且利用按壓構(gòu)件9、9a對(duì)熔融樹脂進(jìn)行冷卻，從而能夠使浸滲于單向纖維束B后的樹脂迅速地冷卻固化。

需要說(shuō)明的是，在使超聲波焊頭135以及按壓構(gòu)件9、9a沿著單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)的長(zhǎng)度方向一體地移動(dòng)的情況下，也可以如下構(gòu)成。即，將卷繞保持單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)或單向預(yù)浸料P(UD帶)并將其向超聲波焊頭135的按壓面135a的下方供給的供給輥配置在超聲波焊頭135(按壓構(gòu)件9、9a)的移動(dòng)方向(長(zhǎng)度方向)即箭頭Y方向上的超聲波焊頭135的上游側(cè)，并且超聲波焊頭135(按壓構(gòu)件9、9a)以及供給輥一體地移動(dòng)。若像這樣構(gòu)成，則能夠在將樹脂板S’固定配置的狀態(tài)下，一邊使超聲波焊頭135(按壓構(gòu)件9、9a)以及供給輥一體地移動(dòng)，一邊從供給輥將單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)或單向預(yù)浸料P(UD帶)向按壓面135a的下方供給，能夠通過(guò)浸滲裝置7連續(xù)地使樹脂板S的樹脂熔融并浸滲于所供給的單向纖維束B(帶狀的纖維束B*)或單向預(yù)浸料P(UD帶)。

<第八實(shí)施方式>

參照?qǐng)D12說(shuō)明本發(fā)明的第八實(shí)施方式所涉及的處理裝置。圖12是示出本發(fā)明的第八實(shí)施方式所涉及的處理裝置的主視圖。

圖12所示的處理裝置1f與圖1的處理裝置1的不同之處在于，具備阻擋從樹脂膜S向諧振器31(超聲波焊頭35)的導(dǎo)熱的按壓體側(cè)阻擋機(jī)構(gòu)11a、以及阻擋從樹脂膜S向支承體2的導(dǎo)熱的支承體側(cè)阻擋機(jī)構(gòu)11b。其他結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作與上述的第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作相同，因此通過(guò)引用相同的附圖標(biāo)記而省略其結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作的說(shuō)明。

按壓體側(cè)阻擋機(jī)構(gòu)11a具備卷繞保持帶狀的隔熱膜Ia的供給輥111a和收納輥112a，該隔熱膜Ia由聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基氟樹脂(PFA)、四氟化乙烯·六氟化丙烯共聚物(FEP)、乙烯·四氟化乙烯共聚物(ETFE)等各種的氟樹脂、加入有玻璃纖維的氟樹脂這樣的導(dǎo)熱率小的樹脂材料、導(dǎo)熱率小的二チアス(公司名：NICHIAS)株式會(huì)社制的パイロヅェル(注冊(cè)商標(biāo)：Pyrogel)等導(dǎo)熱率小的材料形成，通過(guò)使供給輥111a以及收納輥112a分別沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，從而將從供給輥111a抽出的隔熱膜Ia向超聲波焊頭35的按壓面35a與樹脂膜S(單向纖維束B)之間供給，由此阻擋從樹脂膜S向諧振器31(超聲波焊頭35)的導(dǎo)熱。此時(shí)，隔熱膜Ia以與在兩面重疊有樹脂膜S的單向纖維束B大致相同的速度以沿長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)的方式從供給輥111a抽出并收納于收納輥112a。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)利用脫模性優(yōu)異的氟樹脂等形成隔熱膜Ia，能夠?qū)⒃摳魺崮a用作防止在超聲波焊頭35的按壓面35a上粘著有熔融的樹脂膜S等的脫模膜，能夠使在兩面重疊有樹脂膜S的單向纖維束B(單向預(yù)浸料P)沿箭頭Y方向良好地行進(jìn)。另外，也可以不使隔熱膜Ia如上述那樣沿箭頭Y方向行進(jìn)，而將隔熱膜Ia固定配置在超聲波焊頭35的按壓面35a與樹脂膜S(單向纖維束B)之間。

另外，雖然省略圖示，但也可以在圖5、圖7、圖8、圖10、圖11的浸滲裝置7所具備的超聲波焊頭135中設(shè)置按壓體側(cè)阻擋機(jī)構(gòu)11a。通過(guò)像這樣構(gòu)成，能夠防止因施加超聲波振動(dòng)能量而產(chǎn)生的熱能從樹脂片S、樹脂板S’向超聲波焊頭135傳遞而散逸。

支承體側(cè)阻擋機(jī)構(gòu)11b具備卷繞保持帶狀的隔熱膜Ib的供給輥111b和收納輥112b，該隔熱膜Ib由聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基氟樹脂(PFA)、四氟化乙烯·六氟化丙烯共聚物(FEP)、乙烯·四氟化乙烯共聚物(ETFE)等各種的氟樹脂、加入有玻璃纖維的氟樹脂這樣的導(dǎo)熱率小的樹脂材料、導(dǎo)熱率小的二チアス(公司名：NICHIAS)株式會(huì)社制的パイロヅェル(注冊(cè)商標(biāo)：Pyrogel)等導(dǎo)熱率小的材料形成，通過(guò)使供給輥111b以及收納輥112b分別沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)，從而將從供給輥111b抽出的隔熱膜Ib向支承體2的支承面21與樹脂膜S(單向纖維束B)之間供給，由此阻擋從樹脂膜S向支承體2的導(dǎo)熱。此時(shí)，隔熱膜Ib以與在兩面重疊有樹脂膜S的單向纖維束B大致相同的速度以沿長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向行進(jìn)的方式從供給輥111b抽出并收納于收納輥112b。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)利用脫模性優(yōu)異的氟樹脂等形成隔熱膜Ib，能夠?qū)⒃摳魺崮b用作防止在支承體2的支承面21上粘著有熔融的樹脂膜S等的脫模膜，能夠使在兩面重疊有樹脂膜S的單向纖維束B(單向預(yù)浸料P)沿箭頭Y方向良好地行進(jìn)。另外，也可以不使隔熱膜Ib如上述那樣沿箭頭Y方向行進(jìn)，而將隔熱膜Ib固定配置在支承體2的支承面21與樹脂膜S(單向纖維束B)之間。

然而，以往認(rèn)為：當(dāng)通過(guò)超聲波焊頭35的按壓面35a施加超聲波振動(dòng)時(shí)，重疊的樹脂膜S、樹脂板S’等被處理物彼此摩擦而產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致樹脂熔融。本申請(qǐng)發(fā)明人利用熱成像儀觀察通過(guò)超聲波焊頭35的按壓面35a被施加超聲波振動(dòng)的樹脂制的被處理物，詳細(xì)研究被處理物的溫度分布。其結(jié)果是，本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：不與按壓面35a接觸的被處理物的端緣部的溫度也上升。認(rèn)為其原因在于，與微波爐的原理相同，通過(guò)利用超聲波焊頭35的按壓面35a對(duì)樹脂膜S、樹脂板S’等被處理物施加超聲波振動(dòng)能量，從而樹脂分子振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)而促進(jìn)分子運(yùn)動(dòng)，從而被處理物整體的溫度上升。

另外，本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：在超聲波處理后使超聲波焊頭35的按壓面35a遠(yuǎn)離被處理物時(shí)，超聲波焊頭35仍保持升溫后的狀態(tài)。認(rèn)為其原因在于，通過(guò)施加超聲波振動(dòng)能量而在被處理物中產(chǎn)生的熱能向超聲波焊頭35傳遞并向被處理物的外部散逸，由此導(dǎo)致該超聲波焊頭35升溫。根據(jù)上述研究結(jié)果，本申請(qǐng)發(fā)明人得知，在從超聲波焊頭35的按壓面35a施加超聲波振動(dòng)能量而對(duì)被處理物進(jìn)行處理時(shí)，為了高效地利用超聲波振動(dòng)能量對(duì)被處理物進(jìn)行處理，防止因施加超聲波振動(dòng)能量而在被處理物整體中產(chǎn)生的熱能向超聲波焊頭35、支承體2散逸，將產(chǎn)生的熱能封存于被處理物內(nèi)是非常重要的。

因此，在本實(shí)施方式中，在施加超聲波振動(dòng)能量而使樹脂分子振動(dòng)、旋轉(zhuǎn)而促進(jìn)分子運(yùn)動(dòng)，從而使樹脂膜S發(fā)熱時(shí)，阻擋從該樹脂膜S向超聲波焊頭35以及支承體2的導(dǎo)熱，因此能夠防止樹脂膜S中產(chǎn)生的熱量向支承體2以及超聲波焊頭35傳遞而散逸的情況，能夠?qū)崃糠獯嬗跇渲內(nèi)。因此，能夠?qū)⒁蚴┘映暡ㄕ駝?dòng)而在樹脂膜S中產(chǎn)生的熱能封存于該樹脂膜S內(nèi)，其結(jié)果是，即便不施加過(guò)度的超聲波振動(dòng)能量，也能夠利用樹脂膜S不破損的程度的適當(dāng)大小的超聲波振動(dòng)能量可靠地將樹脂膜S升溫至規(guī)定溫度而使其熔融。

另外，當(dāng)在將樹脂膜S(單向纖維束B)夾在支承體2的支承面21與進(jìn)行超聲波振動(dòng)的超聲波焊頭35的按壓面35a之間的狀態(tài)下，使按壓面35a的按壓位置沿著樹脂膜S的長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向以規(guī)定速度連續(xù)地移動(dòng)時(shí)，被施加(注入)超聲波振動(dòng)能量的樹脂膜S上的位置時(shí)時(shí)刻刻移動(dòng)，但在以往的結(jié)構(gòu)中，由于因施加超聲波振動(dòng)能量而產(chǎn)生的熱能向支承體2、超聲波焊頭35傳遞而散逸，因此無(wú)法高效地利用超聲波振動(dòng)能量使樹脂膜S的與按壓面35a接觸的位置的溫度上升。另一方面，如本實(shí)施方式那樣，通過(guò)阻擋從樹脂膜S向超聲波焊頭35以及支承體2的導(dǎo)熱，將熱能封存于該樹脂膜S內(nèi)，從而能夠高效地利用超聲波振動(dòng)能量使樹脂膜S的與按壓面35a接觸的位置的溫度上升。因此，能夠利用具有比需要加熱的范圍小的按壓面35a的超聲波焊頭35，通過(guò)使按壓面35a進(jìn)行按壓的按壓位置連續(xù)地移動(dòng)，從而對(duì)面積比按壓面35a大的樹脂膜S、樹脂板S’等樹脂制的被處理物進(jìn)行處理。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠在上述方式以外進(jìn)行各種變更，也可以將上述的各實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)任意地組合。例如，也可以通過(guò)使超聲波焊頭35、135(諧振器31)沿著長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向移動(dòng)，從而使超聲波焊頭35、135的按壓面35a、135a按壓?jiǎn)蜗蚶w維束B的按壓位置移動(dòng)。另外，也可以通過(guò)使超聲波焊頭35、135(諧振器31)以及單向纖維束B雙方相對(duì)地沿著長(zhǎng)度方向即箭頭Y方向移動(dòng)，從而使超聲波焊頭35、135的按壓面35a、135a按壓?jiǎn)蜗蚶w維束B的按壓位置移動(dòng)。

另外，也可以通過(guò)在上述的加壓機(jī)構(gòu)4的基礎(chǔ)上追加工作缸，從而利用工作缸的差壓設(shè)定超聲波焊頭35的按壓面35a對(duì)單向纖維束B加壓的加壓力。

另外，在上述的第二以及第三實(shí)施方式中，浸滲裝置的結(jié)構(gòu)不限于上述的例子，通過(guò)一般使用的浸滲裝置進(jìn)行浸滲處理即可。

另外，按壓體以及按壓面的形狀等結(jié)構(gòu)不限于上述的超聲波焊頭35、135的結(jié)構(gòu)，只要采用具有平面狀的按壓面且能夠通過(guò)按壓面至少遍及寬度方向?qū)蜗蚶w維束B向支承面21按壓的結(jié)構(gòu)，則可以將按壓體構(gòu)成為任意的形狀。例如，可以將超聲波焊頭35、135構(gòu)成為其側(cè)視形狀為朝向按壓面35a、135a而呈喙?fàn)畹厍岸俗兗?xì)的形狀。另外，例如，只要采用按壓面能夠?qū)蜗蚶w維束B(帶狀的纖維束B*)、樹脂膜S、樹脂板S’等被處理物遍及寬度方向呈單軸狀向支承面21按壓的結(jié)構(gòu)，則只要通過(guò)使按壓面按壓被處理物的按壓位置沿規(guī)定方向(例如與按壓面的長(zhǎng)度方向大致正交的方向)掃描(移動(dòng))一次，就能夠?qū)Ρ惶幚砦锉榧罢娴剡M(jìn)行處理。

另外，上述的加壓機(jī)構(gòu)4不限于上述的結(jié)構(gòu)，只要能夠使諧振器31移動(dòng)，也可以使用線性馬達(dá)、工作缸等公知的致動(dòng)器等，以任意方式構(gòu)成加壓機(jī)構(gòu)4。

另外，按壓體以及支承體各自的配置位置不限于朝向圖1的紙面沿上下方向排列配置的上述例子，既可以將按壓體以及支承體的上下方向的位置調(diào)換配置，也可以將按壓體以及支承體朝向圖1的紙面沿左右方向排列配置。

另外，也可以將由聚四氟乙烯(PTFE)等各種氟樹脂、氧化鋯等導(dǎo)熱率小的材質(zhì)形成的隔熱層形成于超聲波焊頭35、135(按壓面35a、135a)的表面。即便像這樣構(gòu)成，也能夠通過(guò)隔熱層阻擋從樹脂膜S、樹脂板S’向超聲波焊頭35、135的導(dǎo)熱，由于能夠?qū)⒁蚴┘映暡ㄕ駝?dòng)能量而產(chǎn)生的熱能封存于樹脂膜S、樹脂板S’內(nèi)，因此能夠高效地利用超聲波振動(dòng)能量對(duì)樹脂膜S、樹脂板S’進(jìn)行處理。這樣，能夠使設(shè)置于諧振器31(超聲波焊頭35、135)的隔熱層作為阻擋朝向諧振器31(超聲波焊頭35、135)側(cè)的導(dǎo)熱的阻擋機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。

另外，也可以將由聚四氟乙烯(PTFE)等各種氟樹脂、氧化鋯、(精細(xì))陶瓷、玻璃等導(dǎo)熱率小的材質(zhì)形成的隔熱層形成于支承體2(支承面21)的表面。即便像這樣構(gòu)成，也能夠通過(guò)隔熱層阻擋從樹脂膜S、樹脂板S’向支承體2的導(dǎo)熱，由于能夠?qū)⒁蚴┘映暡ㄕ駝?dòng)能量而產(chǎn)生的熱能封存于樹脂膜S、樹脂板S’內(nèi)，因此能夠高效地利用超聲波振動(dòng)能量對(duì)樹脂膜S、樹脂板S’進(jìn)行處理。這樣，能夠使設(shè)置于支承體2的隔熱層作為阻擋向支承體2側(cè)的導(dǎo)熱的阻擋機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。

另外，諧振器31(超聲波焊頭35、135)以及支承體2的導(dǎo)熱率均設(shè)定為小于10W/(m·K)。例如，諧振器31(超聲波焊頭35、135)以及支承體2可以均由導(dǎo)熱率小的鈦合金(例如導(dǎo)熱率為7.5/(m·K)的Ti-6Al-4V)形成。另外，支承體2可以由水晶(8W/(m·K))、玻璃(1W/(m·K))、精細(xì)陶瓷(莫來(lái)石，鎂橄欖石、堇青石、氧化鋯、滑石等)等材質(zhì)形成。即便像這樣構(gòu)成，由于諧振器31(超聲波焊頭35、135)以及支承體2的導(dǎo)熱率均設(shè)定地較小，因此能夠防止因施加超聲波振動(dòng)能量而產(chǎn)生的熱能從樹脂膜S、樹脂板S’向超聲波焊頭35、135以及支承體2傳遞而散逸的情況。因此，能夠?qū)⒁蚴┘映暡ㄕ駝?dòng)能量而產(chǎn)生的熱能封存于樹脂膜S、樹脂板S’內(nèi)，因此能夠高效地利用超聲波振動(dòng)能量對(duì)樹脂膜S、樹脂板S’進(jìn)行處理。這樣，能夠使諧振器31(超聲波焊頭35、135)以及支承體2分別作為阻擋熱量的阻擋機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。

另外，也可以在圖5、圖7、圖8、圖10、圖11的浸滲裝置7(處理裝置)所具備的超聲波焊頭135設(shè)置有加熱器。這樣一來(lái)，通過(guò)利用加熱器預(yù)先將超聲波焊頭135升溫至規(guī)定溫度，從而在被施加了超聲波振動(dòng)能量的樹脂膜S、樹脂板S’發(fā)熱時(shí)，能夠緩和在樹脂膜S、樹脂板S’與超聲波焊頭135之間產(chǎn)生的溫度梯度，因此能夠阻擋從發(fā)熱的樹脂膜S、樹脂板S’向超聲波焊頭135)的導(dǎo)熱。這樣，能夠使設(shè)置于超聲波焊頭135的加熱器作為阻擋向超聲波焊頭135側(cè)的導(dǎo)熱的阻擋機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。另外，通過(guò)利用加熱器預(yù)先將超聲波焊頭135的主體升溫至規(guī)定溫度，從而還能夠在通過(guò)超聲波焊頭135的按壓面135a對(duì)樹脂膜S、樹脂板S’施加的超聲波振動(dòng)能量的基礎(chǔ)上增加加熱器的熱能。這樣一來(lái)，能夠抑制向樹脂膜S、樹脂板S’過(guò)度供給超聲波振動(dòng)能量，并且能夠使溫度充分上升而使樹脂膜S、樹脂板S’可靠地熔融。

另外，也可以在支承體2的支承面21與單向纖維束B(樹脂片S、樹脂板S’)之間、超聲波焊頭35、135的按壓面35a、135a與單向纖維束B(樹脂片S、樹脂板S’)之間，配置由氟樹脂等脫模性優(yōu)異的樹脂形成的脫模片、或由鈦、鈦合金、銅、不銹鋼等金屬形成的脫模片。若采用由金屬形成的脫模片，則能夠更加可靠地將超聲波振動(dòng)向纖維束B(樹脂片S、樹脂板S’)傳遞。

另外，在上述的實(shí)施方式中，作為浸滲樹脂的強(qiáng)化纖維，列舉將構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲捆扎成束狀而成的單向纖維束B(也包括帶狀的纖維束B*)、單向預(yù)浸料P(UD帶)進(jìn)行說(shuō)明，但浸滲樹脂的強(qiáng)化纖維不限于上述的單向纖維束B、單向預(yù)浸料P(UD帶)。例如，也可以向構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲平織而成的片、織物、布、無(wú)紡布、編織物(也包括分別浸滲有樹脂的構(gòu)件)、構(gòu)成強(qiáng)化纖維的各細(xì)絲捆扎成束狀而成的單向纖維束B(也包括帶狀的纖維束B*)平織而成的片、織物、布、無(wú)紡布、編織物(也包括分別浸滲有樹脂的構(gòu)件)、單向預(yù)浸料P平織而成的片、單向預(yù)浸料P以刀片狀成形而成的成型體，浸滲樹脂片S、樹脂板S’等樹脂構(gòu)件(基體樹脂)的樹脂。

另外，浸滲于強(qiáng)化纖維的樹脂也可以作為基體樹脂(樹脂構(gòu)件)向其他強(qiáng)化纖維浸滲。此時(shí)，在浸滲于強(qiáng)化纖維的樹脂作為基體樹脂(樹脂構(gòu)件)向其他強(qiáng)化纖維浸滲的情況下，該其他強(qiáng)化纖維中也可以已經(jīng)浸滲有其他基體樹脂。

工業(yè)實(shí)用性

能夠?qū)⒈景l(fā)明廣泛地應(yīng)用于對(duì)強(qiáng)化纖維進(jìn)行處理的處理裝置以及處理方法。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

1、1a、1b、1c、1d、1e、1f..處理裝置

2...支承體

21...支承面

32...振子(振動(dòng)機(jī)構(gòu))

35...超聲波焊頭(按壓體)

35a...按壓面

5...供給機(jī)構(gòu)(移動(dòng)機(jī)構(gòu))

8...加熱機(jī)構(gòu)

9、9a...按壓構(gòu)件

10...冷卻機(jī)構(gòu)

B...單向纖維束(強(qiáng)化纖維)

G...間隙

G2...距離

S...樹脂膜(樹脂構(gòu)件)

S’...樹脂板(樹脂構(gòu)件)

Y...箭頭(長(zhǎng)度方向)

Z...箭頭(按壓方向)