ホーム > 特許ランキング > 国立大学法人東海国立大学機構
▶ 国立大学法人名古屋大学の特許一覧 ▶ ＤＩＣ株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022166780
(43)【公開日】2022-11-02
(54)【発明の名称】情報出力装置、製造システムおよびプログラム
(51)【国際特許分類】
G01N 25/18 20060101AFI20221026BHJP
【ＦＩ】
G01N25/18 H
G01N25/18 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021072208
(22)【出願日】2021-04-21
(71)【出願人】
【識別番号】504139662
【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構
(71)【出願人】
【識別番号】000002886
【氏名又は名称】ＤＩＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100128886
【弁理士】
【氏名又は名称】横田 裕弘
(72)【発明者】
【氏名】長野 方星
(72)【発明者】
【氏名】宮地 耕平
(72)【発明者】
【氏名】野中 眞一
(72)【発明者】
【氏名】柴本 直紀
(72)【発明者】
【氏名】村中 泰之
【テーマコード（参考）】
2G040
【Ｆターム（参考）】
2G040AA03
2G040AB08
2G040BA02
2G040BA25
2G040CA02
2G040DA06
2G040DA13
2G040EA06
2G040EA11
2G040EC01
2G040EC06
2G040FA06
2G040GA07
2G040HA08
2G040ZA08
(57)【要約】
【課題】対象物の状態に関わる状態情報を効率的に取得する。
【解決手段】情報出力装置は、対象物を予め定められた移動方向に移動させる移動部と、移動中の対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、移動中であり且つ温度が変化した対象物の裏面の温度を測定する測定部と、測定部から取得する温度に基づいて対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部とを備える。
【選択図】図２
【解決手段】情報出力装置は、対象物を予め定められた移動方向に移動させる移動部と、移動中の対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、移動中であり且つ温度が変化した対象物の裏面の温度を測定する測定部と、測定部から取得する温度に基づいて対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部とを備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象物を予め定められた移動方向に移動させる移動部と、
移動中の前記対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、
移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、
前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える情報出力装置。
移動中の前記対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、
移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、
前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える情報出力装置。
【請求項2】
前記温度変化部は、前記対象物の移動経路上に、当該対象物の表面の温度を変化させる変化領域を形成し、
前記測定部は、前記変化領域の上流側の端部よりも下流に設けられる測定位置での前記対象物の裏面の温度を測定する、請求項１に記載の情報出力装置。
前記測定部は、前記変化領域の上流側の端部よりも下流に設けられる測定位置での前記対象物の裏面の温度を測定する、請求項１に記載の情報出力装置。
【請求項3】
前記測定部は、前記測定位置よりも上流側に設けられる基準位置での前記対象物の裏面の温度を測定し、
前記出力部は、前記対象物の測定箇所が前記基準位置に位置するときの温度と、当該測定箇所が前記測定位置に位置するときの温度とを用いて前記状態情報を出力する、請求項２に記載の情報出力装置。
前記出力部は、前記対象物の測定箇所が前記基準位置に位置するときの温度と、当該測定箇所が前記測定位置に位置するときの温度とを用いて前記状態情報を出力する、請求項２に記載の情報出力装置。
【請求項4】
前記温度変化部は、前記対象物の前記移動方向と交差する交差方向の全域にわたって前記変化領域を形成し、
前記測定部は、前記交差方向の全域にわたって前記対象物の裏面の温度を測定する、請求項２に記載の情報出力装置。
前記測定部は、前記交差方向の全域にわたって前記対象物の裏面の温度を測定する、請求項２に記載の情報出力装置。
【請求項5】
前記温度変化部は、前記対象物の表面に向けて光を照射することで前記変化領域を形成する、請求項２に記載の情報出力装置。
【請求項6】
前記温度変化部から前記対象物に照射される光のムラを抑制する抑制部を備える、請求項５に記載の情報出力装置。
【請求項7】
前記抑制部は、前記温度変化部と前記対象物との間に、当該温度変化部が照射する光を拡散させる拡散部を有する、請求項６に記載の情報出力装置。
【請求項8】
前記抑制部は、前記温度変化部と前記対象物との距離を変更する変更部を有する、請求項６に記載の情報出力装置。
【請求項9】
前記対象物の前記表面側であって前記温度変化部に対向する領域を囲う囲い部を備える、請求項１に記載の情報出力装置。
【請求項10】
前記変化領域の上流側は、前記移動方向と交差する方向に沿った直線状に形成されている、請求項２に記載の情報出力装置。
【請求項11】
対象物を移動させながら加工する加工部と、
移動中の前記対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、
移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、
前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える製造システム。
移動中の前記対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、
移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、
前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える製造システム。
【請求項12】
対象物の表面全体の温度を変化させる温度変化部と、
前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、
前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える情報出力装置。
前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、
前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える情報出力装置。
【請求項13】
対象物を予め定められた移動方向に移動させる移動部と、
前記対象物の移動経路上に、当該対象物の表面を加熱する加熱領域を形成する加熱部と、
前記加熱領域における上流側であって前記対象物の裏面の温度を測定する第１測定部と、
前記加熱領域における下流側であって前記対象物の裏面の温度を測定する第２測定部と、
前記対象物の測定箇所の前記第１測定部により測定される温度を基準とした当該測定箇所の前記第２測定部により測定される温度の差分に応じて特定される当該対象物の内部状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える情報出力装置。
前記対象物の移動経路上に、当該対象物の表面を加熱する加熱領域を形成する加熱部と、
前記加熱領域における上流側であって前記対象物の裏面の温度を測定する第１測定部と、
前記加熱領域における下流側であって前記対象物の裏面の温度を測定する第２測定部と、
前記対象物の測定箇所の前記第１測定部により測定される温度を基準とした当該測定箇所の前記第２測定部により測定される温度の差分に応じて特定される当該対象物の内部状態に関する状態情報を出力する出力部と、
を備える情報出力装置。
【請求項14】
移動中に表面の温度が変化させられる対象物の評価に用いられるコンピュータに、
移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する機能と、
取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する機能と、
を実行させるプログラム。
移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する機能と、
取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する機能と、
を実行させるプログラム。
【請求項15】
コンピュータに、
全域にわたって表面の温度が変化させられた対象物の裏面の温度を測定する機能と、
取得した温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する機能と、
を実行させるプログラム。
全域にわたって表面の温度が変化させられた対象物の裏面の温度を測定する機能と、
取得した温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する機能と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報出力装置、製造システムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、繊維を含む複合材料に対して光を照射し複合材料を加熱する加熱部と、複合材料において加熱部によって加熱された領域の温度分布を検知する検知部と、検知部によって検知された温度分布に基づいて、複合材料における繊維の含有率に関する情報を取得する取得部とを備える含有率情報取得装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１７８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、例えば複合材料などの対象物を製造する製造工程において、品質管理のため対象物の状態に関わる状態情報を効率的に取得できると好ましい。
本明細書に開示される技術は、上記課題を解決するためになされたものであり、対象物の状態に関わる状態情報を効率的に取得することを目的とする。
本明細書に開示される技術は、上記課題を解決するためになされたものであり、対象物の状態に関わる状態情報を効率的に取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
かかる目的のもと、本明細書に開示される技術は、対象物を予め定められた移動方向に移動させる移動部と、移動中の前記対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、を備える情報出力装置である。
ここで、前記温度変化部は、前記対象物の移動経路上に、当該対象物の表面の温度を変化させる変化領域を形成し、前記測定部は、前記変化領域の上流側の端部よりも下流に設けられる測定位置での前記対象物の裏面の温度を測定するとよい。
また、前記測定部は、前記測定位置よりも上流側に設けられる基準位置での前記対象物の裏面の温度を測定し、前記出力部は、前記対象物の測定箇所が前記基準位置に位置するときの温度と、当該測定箇所が前記測定位置に位置するときの温度とを用いて前記状態情報を出力するとよい。
また、前記温度変化部は、前記対象物の前記移動方向と交差する交差方向の全域にわたって前記変化領域を形成し、前記測定部は、前記交差方向の全域にわたって前記対象物の裏面の温度を測定するとよい。
また、前記温度変化部は、前記対象物の表面に向けて光を照射することで前記変化領域を形成するとよい。
また、前記温度変化部から前記対象物に照射される光のムラを抑制する抑制部を備えるとよい。
また、前記抑制部は、前記温度変化部と前記対象物との間に、当該温度変化部が照射する光を拡散させる拡散部を有するとよい。
また、前記抑制部は、前記温度変化部と前記対象物との距離を変更する変更部を有するとよい。
また、前記対象物の前記表面側であって前記温度変化部に対向する領域を囲う囲い部を備えるとよい。
また、前記変化領域の上流側は、前記移動方向と交差する方向に沿った直線状に形成されているとよい。
ここで、前記温度変化部は、前記対象物の移動経路上に、当該対象物の表面の温度を変化させる変化領域を形成し、前記測定部は、前記変化領域の上流側の端部よりも下流に設けられる測定位置での前記対象物の裏面の温度を測定するとよい。
また、前記測定部は、前記測定位置よりも上流側に設けられる基準位置での前記対象物の裏面の温度を測定し、前記出力部は、前記対象物の測定箇所が前記基準位置に位置するときの温度と、当該測定箇所が前記測定位置に位置するときの温度とを用いて前記状態情報を出力するとよい。
また、前記温度変化部は、前記対象物の前記移動方向と交差する交差方向の全域にわたって前記変化領域を形成し、前記測定部は、前記交差方向の全域にわたって前記対象物の裏面の温度を測定するとよい。
また、前記温度変化部は、前記対象物の表面に向けて光を照射することで前記変化領域を形成するとよい。
また、前記温度変化部から前記対象物に照射される光のムラを抑制する抑制部を備えるとよい。
また、前記抑制部は、前記温度変化部と前記対象物との間に、当該温度変化部が照射する光を拡散させる拡散部を有するとよい。
また、前記抑制部は、前記温度変化部と前記対象物との距離を変更する変更部を有するとよい。
また、前記対象物の前記表面側であって前記温度変化部に対向する領域を囲う囲い部を備えるとよい。
また、前記変化領域の上流側は、前記移動方向と交差する方向に沿った直線状に形成されているとよい。
【0006】
他の観点から捉えると、本明細書に開示される技術は、対象物を移動させながら加工する加工部と、移動中の前記対象物の表面の温度を変化させる温度変化部と、移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、を備える製造システムである。
【0007】
他の観点から捉えると、本明細書に開示される技術は、対象物の表面全体の温度を変化させる温度変化部と、前記対象物の裏面の温度を測定する測定部と、前記測定部から取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する出力部と、を備える情報出力装置である。
【0008】
他の観点から捉えると、本明細書に開示される技術は、対象物を予め定められた移動方向に移動させる移動部と、前記対象物の移動経路上に、当該対象物の表面を加熱する加熱領域を形成する加熱部と、前記加熱領域における上流側であって前記対象物の裏面の温度を測定する第１測定部と、前記加熱領域における下流側であって前記対象物の裏面の温度を測定する第２測定部と、前記対象物の測定箇所の前記第１測定部により測定される温度を基準とした当該測定箇所の前記第２測定部により測定される温度の差分に応じて特定される当該対象物の内部状態に関する状態情報を出力する出力部と、を備える情報出力装置である。
【0009】
他の観点から捉えると、本明細書に開示される技術は、移動中に表面の温度が変化させられる対象物の評価に用いられるコンピュータに、移動中であり且つ温度が変化した前記対象物の裏面の温度を測定する機能と、取得する温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する機能と、を実行させるプログラムである。
【0010】
他の観点から捉えると、本明細書に開示される技術は、コンピュータに、全域にわたって表面の温度が変化させられた対象物の裏面の温度を測定する機能と、取得した温度に基づいて前記対象物の状態に関する状態情報を出力する機能と、を実行させるプログラムである。
【発明の効果】
【0011】
本明細書に開示される技術によれば、対象物の状態に関わる状態情報を効率的に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本実施形態の製造システムの概略説明図である。
【図2】本実施形態の繊維状態評価装置の全体斜視図である。
【図3】本実施形態のコンピュータの機能構成図である。
【図4】対象物の評価について説明するための図である。
【図5】測定試料を用いた試験の説明図である。
【図6】本実施形態の繊維状態評価装置による内部状態の評価の説明図である。
【図7】繊維状態評価装置の動作を説明するフローチャートである。
【図8】変形例の繊維状態評価装置の概略図である。
【図9】変形例の繊維状態評価装置の概略図である。
【図10】コンピュータハードウェア構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
【0014】
本実施形態の製造システム１は、製造の対象物１００を加工する加工装置３と、加工装置３が加工した対象物１００を評価する繊維状態評価装置５と、加工装置３が加工した対象物１００に後処理を施す後処理装置７と、製造システム１を構成する各装置を統括的に制御する制御装置９と、を備える。
【0015】
ここで、本実施形態の製造システム１によって製造する対象物１００は、例えば合成樹脂に繊維を複合して強度を向上させた複合材料を例示することができる。
本実施形態の製造システム１では、強化材に炭素繊維を用いた繊維強化プラスチックである炭素繊維強化樹脂（Carbon Fiber Reinforced Plastics（ＣＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック）を製造する。炭素繊維強化樹脂の母材には、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。また、熱硬化性樹脂は、単数の種類で構成してもよく、複数の種類を混合して用いてもよい。さらに、複合材料の製造方法によっては、熱可塑性樹脂を用いてもよい。
さらに、製造システム１による複合材料の製造方法についても特に限定されない。本実施形態の製造システム１では、例えばＳＭＣ（Sheet Molding Compound）成形法を用いている。
本実施形態の製造システム１では、強化材に炭素繊維を用いた繊維強化プラスチックである炭素繊維強化樹脂（Carbon Fiber Reinforced Plastics（ＣＦＲＰ）、炭素繊維強化プラスチック）を製造する。炭素繊維強化樹脂の母材には、例えば不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることができる。また、熱硬化性樹脂は、単数の種類で構成してもよく、複数の種類を混合して用いてもよい。さらに、複合材料の製造方法によっては、熱可塑性樹脂を用いてもよい。
さらに、製造システム１による複合材料の製造方法についても特に限定されない。本実施形態の製造システム１では、例えばＳＭＣ（Sheet Molding Compound）成形法を用いている。
【0016】
〔加工装置３〕
加工装置３は、薄い樹脂である表側フィルム１００ａを供給する表側フィルム供給部３１と、表側フィルム１００ａに樹脂を供給する表側樹脂供給部３２と、薄い樹脂である裏側フィルム１００ｂを供給する裏側フィルム供給部３３と、裏側フィルム１００ｂに樹脂を供給する裏側樹脂供給部３４と、を有する。また、加工装置３は、炭素繊維を供給する炭素繊維供給部３５と、炭素繊維を刻むチョッパ３６と、炭素繊維に樹脂を含浸させ対象物１００を作成しながら搬送する含浸装置３７と、を有する。
加工装置３は、薄い樹脂である表側フィルム１００ａを供給する表側フィルム供給部３１と、表側フィルム１００ａに樹脂を供給する表側樹脂供給部３２と、薄い樹脂である裏側フィルム１００ｂを供給する裏側フィルム供給部３３と、裏側フィルム１００ｂに樹脂を供給する裏側樹脂供給部３４と、を有する。また、加工装置３は、炭素繊維を供給する炭素繊維供給部３５と、炭素繊維を刻むチョッパ３６と、炭素繊維に樹脂を含浸させ対象物１００を作成しながら搬送する含浸装置３７と、を有する。
【0017】
表側フィルム供給部３１は、薄い樹脂であるフィルムが巻かれたロールを有する。そして、表側フィルム供給部３１は、含浸装置３７に対して表側フィルム１００ａを繰り出す。表側フィルム供給部３１から供給される表側フィルム１００ａは、対象物１００の表（おもて）面１０１を形成する。
表側樹脂供給部３２は、表側フィルム１００ａに液状の樹脂を塗布する。表側樹脂供給部３２は、表側フィルム１００ａにおいて裏側フィルム１００ｂと対向する側に樹脂を塗布する。
表側樹脂供給部３２は、表側フィルム１００ａに液状の樹脂を塗布する。表側樹脂供給部３２は、表側フィルム１００ａにおいて裏側フィルム１００ｂと対向する側に樹脂を塗布する。
【0018】
裏側フィルム供給部３３は、薄い樹脂であるフィルムが巻かれたロールを有する。そして、裏側フィルム供給部３３は、含浸装置３７に対して裏側フィルム１００ｂを繰り出す。裏側フィルム供給部３３から供給される裏側フィルム１００ｂは、対象物１００の裏面１０３を形成する。
裏側樹脂供給部３４は、裏側フィルム１００ｂに液状の樹脂を塗布する。裏側樹脂供給部３４は、裏側フィルム１００ｂにおいて表側フィルム１００ａと対向する側に樹脂を塗布する。
裏側樹脂供給部３４は、裏側フィルム１００ｂに液状の樹脂を塗布する。裏側樹脂供給部３４は、裏側フィルム１００ｂにおいて表側フィルム１００ａと対向する側に樹脂を塗布する。
【0019】
炭素繊維供給部３５は、ロープ状の炭素繊維が巻き付けられたロールを有する。
チョッパ３６は、炭素繊維供給部３５から繰り出された炭素繊維を切断する。チョッパ３６によって切断された炭素繊維は、裏側フィルム１００ｂに塗布された樹脂上に散布される。
チョッパ３６は、炭素繊維供給部３５から繰り出された炭素繊維を切断する。チョッパ３６によって切断された炭素繊維は、裏側フィルム１００ｂに塗布された樹脂上に散布される。
【0020】
含浸装置３７は、一対の無端状の回転ベルトを有し、回転ベルトが互いに対向して設けられる。そして、含浸装置３７には、樹脂が塗布された表側フィルム１００ａと、樹脂が塗布されるとともに炭素繊維が散布された裏側フィルム１００ｂとが導入される。含浸装置３７は、炭素繊維および樹脂を間に挟んだ状態の表側フィルム１００ａと裏側フィルム１００ｂとに圧力を加えながら張り合わせる。そして、含浸装置３７は、シート状の対象物１００を作成する。
なお、本実施形態の含浸装置３７は、例えば金属メッシュで構成された回転ベルトを用いるタイプを例示できる。含浸装置３７は、炭素繊維に対する樹脂の含浸を促進できれば、例えば表面に溝が形成された溝ロールを用いるものなどの各種のタイプを用いることができる。
なお、本実施形態の説明において、対象物１００のうち、表側フィルム１００ａが設けられる側を表面１０１と呼び、裏側フィルム１００ｂが設けられる側を裏面１０３と呼ぶ。
なお、本実施形態の含浸装置３７は、例えば金属メッシュで構成された回転ベルトを用いるタイプを例示できる。含浸装置３７は、炭素繊維に対する樹脂の含浸を促進できれば、例えば表面に溝が形成された溝ロールを用いるものなどの各種のタイプを用いることができる。
なお、本実施形態の説明において、対象物１００のうち、表側フィルム１００ａが設けられる側を表面１０１と呼び、裏側フィルム１００ｂが設けられる側を裏面１０３と呼ぶ。
【0021】
また、含浸装置３７が表側フィルム１００ａおよび裏側フィルム１００ｂを搬送する方向は、シート状の対象物１００の移動方向Ｄとなる。本実施形態において、含浸装置３７は、一定の速度で表側フィルム１００ａおよび裏側フィルム１００ｂを搬送する。したがって、対象物１００は、移動方向Ｄにおいて一定の速度で移動する。
さらに、対象物１００の移動方向Ｄにおいて、含浸装置３７が設けられる側を上流側と呼び、後処理装置７が設けられる側を下流側と呼ぶ。また、対象物１００の移動方向Ｄと交差する交差方向を幅方向Ｗ（後述する図２参照）と呼ぶ。
さらに、対象物１００の移動方向Ｄにおいて、含浸装置３７が設けられる側を上流側と呼び、後処理装置７が設けられる側を下流側と呼ぶ。また、対象物１００の移動方向Ｄと交差する交差方向を幅方向Ｗ（後述する図２参照）と呼ぶ。
【0022】
〔繊維状態評価装置５〕
図２は、本実施形態の繊維状態評価装置５の全体斜視図である。
なお、本実施形態の説明において、図２における対象物１００の移動方向Ｄに沿う方向をｘ方向ということがある。図２における対象物１００の幅方向Ｗに沿う方向をｙ方向ということがある。また、図２における図中上下方向をｚ方向ということがある。そして、繊維状態評価装置５が実際に設置される場合の水平面がｘｙ平面に対応し、鉛直方向がｚ方向に対応する。
図２は、本実施形態の繊維状態評価装置５の全体斜視図である。
なお、本実施形態の説明において、図２における対象物１００の移動方向Ｄに沿う方向をｘ方向ということがある。図２における対象物１００の幅方向Ｗに沿う方向をｙ方向ということがある。また、図２における図中上下方向をｚ方向ということがある。そして、繊維状態評価装置５が実際に設置される場合の水平面がｘｙ平面に対応し、鉛直方向がｚ方向に対応する。
【0023】
図２に示すように、繊維状態評価装置５は、対象物１００に対向して設けられて対象物１００を加熱する加熱部４０と、対象物１００に対向して設けられて対象物１００の温度を測定する赤外線サーモグラフィ（ロックインサーモグラフィ）５０と、赤外線サーモグラフィ５０からの信号を受けるコンピュータ６０と、を備える。
繊維状態評価装置５は、加工装置３の下流側であって、後処理装置７の上流側に設けられる（図１参照）。そして、繊維状態評価装置５は、対象物１００の内部状態を評価する。
繊維状態評価装置５は、加工装置３の下流側であって、後処理装置７の上流側に設けられる（図１参照）。そして、繊維状態評価装置５は、対象物１００の内部状態を評価する。
【0024】
本実施形態の繊維状態評価装置５において、加熱部４０は、移動中の対象物１００の表面１０１の温度を変化させる。赤外線サーモグラフィ５０は、移動中であり且つ温度が変化した対象物１００の裏面１０３の温度を測定する。そして、コンピュータ６０は、赤外線サーモグラフィ５０から取得する温度に基づいて対象物１００の内部状態に関する状態情報を出力する。
以下、繊維状態評価装置５を構成する加熱部４０、赤外線サーモグラフィ５０およびコンピュータ６０について詳細に説明する。
以下、繊維状態評価装置５を構成する加熱部４０、赤外線サーモグラフィ５０およびコンピュータ６０について詳細に説明する。
【0025】
本実施形態の加熱部４０には、赤外線を放射するハロゲンランプや面発光レーザなどを用いることができる。そして、加熱部４０は、対象物１００の表面１０１を加熱し、対象物１００の温度を変化させる加熱領域４００を形成する。本実施形態において、対象物１００は、移動方向Ｄに移動している。そのため、加熱部４０は、対象物１００の移動経路上に加熱領域４００を形成する。
本実施形態の加熱領域４００は、対象物１００の移動方向Ｄにおける一定の範囲に形成される。さらに、本実施形態の加熱領域４００は、対象物１００の幅方向Ｗの全域にわたって形成される。このように、本実施形態の加熱部４０は、対象物１００を面的に加熱する面加熱を行う。
本実施形態の加熱領域４００は、対象物１００の移動方向Ｄにおける一定の範囲に形成される。さらに、本実施形態の加熱領域４００は、対象物１００の幅方向Ｗの全域にわたって形成される。このように、本実施形態の加熱部４０は、対象物１００を面的に加熱する面加熱を行う。
【0026】
また、加熱部４０は、ｚ方向における位置を変更可能な変更部４５を有している。すなわち、加熱部４０は、変更部４５によって、対象物１００に対して近づく方向および遠ざかる方向に移動可能になっている。
例えば、加熱部４０としてハロゲンランプを用いた場合、レンズなどの光学部材の特性によって加熱領域４００における光の強度にばらつきが生じることがある。これに対して、変更部４５は、例えば加熱部４０を対象物１００から遠ざけることにより、加熱領域４００における光の強度を一様にすることを可能にする。このように、変更部４５は、対象物１００との距離を変更することで、加熱領域４００における光のムラを抑制する。
例えば、加熱部４０としてハロゲンランプを用いた場合、レンズなどの光学部材の特性によって加熱領域４００における光の強度にばらつきが生じることがある。これに対して、変更部４５は、例えば加熱部４０を対象物１００から遠ざけることにより、加熱領域４００における光の強度を一様にすることを可能にする。このように、変更部４５は、対象物１００との距離を変更することで、加熱領域４００における光のムラを抑制する。
【0027】
赤外線サーモグラフィ５０は、裏面１０３側から対象物１００の温度を測定する。赤外線サーモグラフィ５０は、対象物１００に対して、対象物１００の温度を取得するための測定領域５００を形成する。本実施形態の測定領域５００は、表面１０１側に形成される加熱領域４００に対応する位置にて、対象物１００の裏面１０３側に形成される。そして、赤外線サーモグラフィ５０は、対象物１００の裏面１０３から放射される赤外線を面的に取得する。
【0028】
なお、赤外線サーモグラフィ５０は、加熱部４０と同様に、ｚ方向における位置を変更可能に構成されていてもよい。すなわち、赤外線サーモグラフィ５０は、対象物１００に対して近づく方向および遠ざかる方向に移動可能に構成してもよい。この場合、赤外線サーモグラフィ５０は、対象物１００に対する測定領域５００のサイズを任意に調整することが可能になる。
【0029】
コンピュータ６０は、赤外線サーモグラフィ５０とあわせて、所定間隔のフレームレートに基づいて、赤外線画像の取り込みと演算とを連続的に実行し、時間の経過とともに変化する温度変化量から平均化した画像を作成する（ロックイン方式）。さらに説明をすると、コンピュータ６０は、赤外線サーモグラフィ５０で得られたデータを演算処理し、対象物１００の繊維状態の評価を行う。
【0030】
【0031】
図３に示すように、本実施形態が適用されるコンピュータ６０は、赤外線サーモグラフィ５０から温度情報を取得する温度取得部６１と、取得した温度情報を用いて対象物１００の温度上昇を算出する温度上昇算出部６２と、を備える。また、コンピュータ６０は、算出された温度上昇に基づいて対象物１００の内部状態を評価する評価部６３と、算出された評価結果を出力する評価結果出力部６４と、を備える。
【0032】
本実施形態のコンピュータ６０は、赤外線サーモグラフィ５０により検出された対象物１００の温度情報に基づいて、対象物１００の評価、さらに説明をすると対象物１００における繊維状態の評価を行う。ここで、繊維状態とは、対象物１００に含まれる繊維の状態を例示できる。付言すると、コンピュータ６０は、対象物１００の評価（繊維状態の評価）として含浸度（後述）を特定する。
【0033】
＜評価＞
次に、対象物１００の評価について説明をする。
以下ではまず対象物１００の構成について説明をした後、対象物１００の評価について詳細に説明をする。
まず、対象物１００の構成について説明をする。対象物１００は、上記のように炭素繊維強化樹脂により構成される。この対象物１００は、炭素繊維（強化材）にエポキシ樹脂等の樹脂（母材）を含侵させて構成される。さらに説明をすると、本実施形態の対象物１００は、従来のＣＦＲＰのように繊維長が相対的に長い連続繊維ではなく、相対的に繊維長の短い不連続繊維を用いた不連続繊維ＣＦＲＰにより構成されている。
次に、対象物１００の評価について説明をする。
以下ではまず対象物１００の構成について説明をした後、対象物１００の評価について詳細に説明をする。
まず、対象物１００の構成について説明をする。対象物１００は、上記のように炭素繊維強化樹脂により構成される。この対象物１００は、炭素繊維（強化材）にエポキシ樹脂等の樹脂（母材）を含侵させて構成される。さらに説明をすると、本実施形態の対象物１００は、従来のＣＦＲＰのように繊維長が相対的に長い連続繊維ではなく、相対的に繊維長の短い不連続繊維を用いた不連続繊維ＣＦＲＰにより構成されている。
【0034】
この不連続繊維ＣＦＲＰは、短時間で複雑な形状を成形可能であるため、量産化に適している。一方で、不連続繊維ＣＦＲＰの製造工程においては、例えば加圧（プレス）前の中間基材の段階で、炭素繊維に樹脂が充分に含浸していない未含浸部が現れることがある。ここで、製造工程におけるプレス成形時には、繊維は樹脂とともに流動する。そのため未含浸部があると、繊維の流動が十分でない箇所が現れ、結果として成形品に空隙を形成したり、プレス機器に負荷を与えたりすることとなる。
【0035】
そこで、本実施の形態の対象物１００の評価においては、対象物１００を面加熱した際の温度上昇から未含浸部を特定する。
【0036】
ここで、含浸度は、対象物１００に含まれる一の材質（母材、樹脂）の含浸の程度を示す。以下の説明においては、含浸度を良／不良で表す場合がある。例えば、含浸度が良好であることは、対象物１００における対象とする材質（樹脂）が相対的に多く含まれることを示す。さらに説明をすると、含浸度が良好であることは、対象物１００における樹脂の体積分率が高く、空隙が小さいことを示す。一方、含浸度が不良であるとは、対象物１００における対象とする材質が相対的に少なく含まれることを示す。さらに説明をすると、含浸度が不良であることは、対象物１００における樹脂の体積分率が低く、空隙が大きいことを示す。なお、含浸度は、定量的に数値で算出されてもよい。また、含浸度は、対象物１００の密度に関する情報として捉えることもできる。
【0037】
また、炭素繊維分布量は、対象物１００に含まれる一の材質（強化材、炭素繊維）の量を示す。以下の説明においては、炭素繊維分布量を多い／少ないで表す。すなわち、炭素繊維分布量が多いことは、対象物１００における対象とする材質（炭素繊維）が相対的に多く含まれる（密に分布する）ことを示す。さらに説明をすると、炭素繊維分布量が多いことは、対象物１００における炭素繊維の体積分率が高いことを示す。また、炭素繊維分布量が少ないことは、対象物１００における対象とする材質が相対的に少なく含まれる（疎らに分布する）ことを示す。さらに説明をすると、炭素繊維分布量が少ないことは、対象物１００における炭素繊維の体積分率が低いことを示す。なお、炭素繊維分布量は、定量的に数値で算出されてもよい。
【0038】
図４は、対象物１００の評価について説明するための図である。
以下では、含浸度が良好な対象物１００である含浸ＣＦＲＰ１１０と、含浸度が不良な対象物１００である未含浸ＣＦＲＰ１３０とについて説明する。そして、図４（Ａ）は、含浸ＣＦＲＰ１１０の断面の概念図であり、図４（Ｂ）は未含浸ＣＦＲＰ１３０の断面の概念図である。
以下では、含浸度が良好な対象物１００である含浸ＣＦＲＰ１１０と、含浸度が不良な対象物１００である未含浸ＣＦＲＰ１３０とについて説明する。そして、図４（Ａ）は、含浸ＣＦＲＰ１１０の断面の概念図であり、図４（Ｂ）は未含浸ＣＦＲＰ１３０の断面の概念図である。
【0039】
図４（Ａ）に示すように、含浸ＣＦＲＰ１１０は、炭素繊維１１１の周囲を樹脂１１３が満たした材料構造となる。一方、図４（Ｂ）に示すように、未含浸ＣＦＲＰ１３０は、炭素繊維１１１の周囲の樹脂１１３が少なく、空隙１１５が存在する材料構造となる。
【0040】
なお、炭素繊維１１１は、含浸ＣＦＲＰ１１０および未含浸ＣＦＲＰ１３０の各々の内でランダムに分布している。そのため、炭素繊維１１１の重なりや厚み方向での分布量は、含浸ＣＦＲＰ１１０および未含浸ＣＦＲＰ１３０における位置によって変化する。付言すると、空隙１１５の体積分率は、１から炭素繊維の体積分率および樹脂の体積分率を減算した数値として表すことができる。また、空隙１１５は、空気層として捉えることができる。
【0041】
上記のような含浸ＣＦＲＰ１１０および未含浸ＣＦＲＰ１３０において、加熱部４０によって表面１０１を加熱したときの熱伝導について検討する。
まず、図４（Ａ）に示す含浸ＣＦＲＰ１１０においては、表面１０１が加熱されることにともなう熱伝導は、主に炭素繊維１１１および樹脂１１３で行われる。一方で、図４（Ｂ）に示す未含浸ＣＦＲＰ１３０においては、空隙１１５で熱伝導が阻害される。そのため、裏面１０３側から温度を測定した場合、表面１０１側が加熱されることによる温度上昇は、含浸ＣＦＲＰ１１０の方が未含浸ＣＦＲＰ１３０よりも高くなる。
本実施形態の繊維状態評価装置５は、上記のような熱伝導の特性を利用し、成形前ＣＦＲＰである対象物１００における未含浸部の存在の有無を含む内部状態の評価を行う。
まず、図４（Ａ）に示す含浸ＣＦＲＰ１１０においては、表面１０１が加熱されることにともなう熱伝導は、主に炭素繊維１１１および樹脂１１３で行われる。一方で、図４（Ｂ）に示す未含浸ＣＦＲＰ１３０においては、空隙１１５で熱伝導が阻害される。そのため、裏面１０３側から温度を測定した場合、表面１０１側が加熱されることによる温度上昇は、含浸ＣＦＲＰ１１０の方が未含浸ＣＦＲＰ１３０よりも高くなる。
本実施形態の繊維状態評価装置５は、上記のような熱伝導の特性を利用し、成形前ＣＦＲＰである対象物１００における未含浸部の存在の有無を含む内部状態の評価を行う。
【0042】
続いて、本実施形態の評価方法による測定試料の試験結果について説明する。
図５は、測定試料２００を用いた試験の説明図である。
なお、図５（Ａ）は、測定試料２００の全体図であり、図５（Ｂ）は、測定試料２００から得られた温度上昇分布図である。
図５は、測定試料２００を用いた試験の説明図である。
なお、図５（Ａ）は、測定試料２００の全体図であり、図５（Ｂ）は、測定試料２００から得られた温度上昇分布図である。
【0043】
図５（Ａ）に示す測定試料２００は、中央に未含浸部２００Ｄを意図的に設けた矩形状のＣＦＲＰである。そして、この測定試料２００を設置するともに、加熱部４０（図２参照）は、測定試料２００の一方の面側から測定試料２００全体に光を照射する。さらに、赤外線サーモグラフィ５０およびコンピュータ６０（図２参照）は、測定試料２００の他方の面側から温度測定および上昇温度の算出を行う。
なお、測定試料２００における温度の測定範囲は、図５（Ａ）に示す矩形状の範囲である。また、赤外線サーモグラフィ５０およびコンピュータ６０は、測定試料２００に対して面加熱を行い、測定試料２００の１０秒間の上昇温度を算出した。
なお、測定試料２００における温度の測定範囲は、図５（Ａ）に示す矩形状の範囲である。また、赤外線サーモグラフィ５０およびコンピュータ６０は、測定試料２００に対して面加熱を行い、測定試料２００の１０秒間の上昇温度を算出した。
【0044】
図５（Ｂ）に示す温度上昇分布が示すように、未含浸部２００Ｄが設けられる測定試料２００の中央部の温度上昇は、他の部分と比較して小さくなっている。このように、測定試料２００において未含浸部２００Ｄがある場合には、未含浸部２００Ｄにおける温度上昇が他の領域と比較して小さくなることが確認された。
【0045】
図６は、本実施形態の繊維状態評価装置５による内部状態の評価の説明図である。
なお、図６を構成する各図は、対象物１００の移動に伴う測定箇所Ｐ（後述）の位置の変化を示している。
図６（Ａ－１）～図６（Ｃ－１）には、ｙ方向から見た繊維状態評価装置５を表示している。対象物１００のｚ方向における上側には、加熱部４０が配置される。また、対象物１００の下側には、赤外線サーモグラフィ５０が配置される。対象物１００は、ｚ方向において加熱部４０および赤外線サーモグラフィ５０の間に設けられ、ｘｙ平面に沿って移動方向Ｄに移動する。
また、図６（Ａ－２）～図６（Ｃ－２）は、対象物１００をｚ方向から見た図である。
なお、図６を構成する各図は、対象物１００の移動に伴う測定箇所Ｐ（後述）の位置の変化を示している。
図６（Ａ－１）～図６（Ｃ－１）には、ｙ方向から見た繊維状態評価装置５を表示している。対象物１００のｚ方向における上側には、加熱部４０が配置される。また、対象物１００の下側には、赤外線サーモグラフィ５０が配置される。対象物１００は、ｚ方向において加熱部４０および赤外線サーモグラフィ５０の間に設けられ、ｘｙ平面に沿って移動方向Ｄに移動する。
また、図６（Ａ－２）～図６（Ｃ－２）は、対象物１００をｚ方向から見た図である。
【0046】
図６（Ａ－１）～図６（Ｃ－１）に示すように、加熱部４０は、対象物１００の表面１０１側から、対象物１００に向けて光（赤外線）を照射する。そして、加熱部４０は、対象物１００の表面１０１側に加熱領域４００を形成する。また、赤外線サーモグラフィ５０は、対象物１００の裏面１０３側から、対象物１００の表面温度を測定する。そして、赤外線サーモグラフィ５０は、対象物１００の裏面１０３側に測定領域５００を形成する。
【0047】
コンピュータ６０の温度取得部６１（図３参照）は、赤外線サーモグラフィ５０から測定領域５００の温度情報を取得する。本実施形態のコンピュータ６０の温度上昇算出部６２（図３参照）は、温度取得部６１にて取得した測定領域５００に対して、第１測定ラインＳ１および第２測定ラインＳ２を設定する。また、温度上昇算出部６２は、制御装置９（図１参照）から対象物１００の搬送速度に関する情報を取得する。そして、温度上昇算出部６２は、第１測定ラインＳ１と第２測定ラインＳ２との各々の温度情報、および対象物１００の搬送速度の情報を用いて、対象物１００の温度上昇を特定する。さらに、コンピュータ６０の評価部６３は、対象物１００の温度上昇の情報に基づいて、対象物１００の評価を行う。以下、図６を参照しながら具体的に説明する。
【0048】
図６（Ａ－２）～図６（Ｃ－２）に示すように、第１測定ラインＳ１は、対象物１００の幅方向Ｗに沿って形成される。特に、本実施形態の第１測定ラインＳ１は、対象物１００の幅方向Ｗの全域にわたって設定される。また、第２測定ラインＳ２は、対象物１００の移動方向Ｄにおいて第１測定ラインＳ１よりも下流側に設けられる。そして、第２測定ラインＳ２は、対象物１００の幅方向Ｗに沿って形成される。特に、本実施形態の第２測定ラインＳ２は、対象物１００の幅方向Ｗの全域にわたって設定される。
【0049】
そして、本実施形態の第１測定ラインＳ１は、加熱領域４００における上流側に設けられる。なお、第１測定ラインＳ１は、対象物１００の加熱の開始地点に設けられていると捉えることができる。また、本実施形態の第２測定ラインＳ２は、加熱領域４００における下流側の端部である後端部に設けられる。なお、第２測定ラインＳ２は、対象物１００の加熱の終了地点に設けられていると捉えることができる。
【0050】
また、図６（Ａ－１）～図６（Ｃ－１）に示すように、対象物１００のうち特定の箇所を測定箇所Ｐと呼ぶ。この測定箇所Ｐは、対象物１００の幅方向Ｗに沿って形成され、移動方向Ｄにおいて一定の幅を有する短冊状の領域である。
【0051】
そして、図６（Ａ－１）および図６（Ａ－２）に示すように、コンピュータ６０の温度上昇算出部６２は、移動する対象物１００の測定箇所Ｐが第１測定ラインＳ１と重なるタイミングで、第１測定ラインＳ１の温度を取得する。
【0052】
その後、対象物１００が移動方向Ｄに沿って移動する。図６（Ｂ－１）および図６（Ｂ－２）に示すように、測定箇所Ｐは、加熱領域４００内を移動している。したがって、測定箇所Ｐは、移動しながら加熱が継続して行われている状態になっている。測定箇所Ｐの加熱時間は、対象物１００の搬送速度にも依るが、本実施形態においては例えば５秒～１５秒とすることができる。
【0053】
さらに、図６（Ｃ－１）および図６（Ｃ－２）に示すように、コンピュータ６０の温度上昇算出部６２は、移動する対象物１００の測定箇所Ｐが第２測定ラインＳ２と重なるタイミングで、第２測定ラインＳ２の温度を取得する。なお、このタイミングは、制御装置９から取得する対象物１００の搬送速度と、第１測定ラインＳ１および第２測定ラインＳ２との間隔に基づいて定めることができる。
【0054】
そして、コンピュータ６０の温度上昇算出部６２は、測定箇所Ｐが第１測定ラインＳ１に位置するときの温度と、その測定箇所Ｐが第２測定ラインＳ２に位置するときの温度との差分から、測定箇所Ｐが加熱領域４００を移動することに伴う温度上昇を特定する。
【0055】
同様に、温度上昇算出部６２は、対象物１００の測定箇所Ｐの移動方向Ｄの下流側に位置する測定箇所Ｐとは異なる他の測定箇所についても第１測定ラインＳ１と第２測定ラインＳ２との温度の差分の情報を得ることができる。このように、温度上昇算出部６２は、移動する対象物１００を走査するようにして、対象物１００の幅方向Ｗおよび移動方向Ｄの全域にわたって、加熱領域４００を通る対象物１００の温度上昇を特定する。
【0056】
コンピュータ６０の評価部６３は、温度上昇算出部６２によって特定された温度上昇の情報に基づいて、対象物１００における未含浸部の有無を評価する。具体的には、評価部６３は、対象物１００において温度上昇が小さい箇所があると判定した場合、その箇所が未含浸部であると評価する。
そして、評価結果出力部６４は、評価部６３によって未含浸部であると判定された場合、その判定結果を対象物１００の内部状態に関する状態情報として出力する。
そして、評価結果出力部６４は、評価部６３によって未含浸部であると判定された場合、その判定結果を対象物１００の内部状態に関する状態情報として出力する。
【0057】
ここで、本実施形態の評価部６３は、対象物１００の幅方向Ｗにおける他の箇所と比較して上昇温度が低い箇所があった場合に、その箇所を未含浸部であると評価することができる。同様に、評価部６３は、対象物１００の移動方向Ｄにおける他の箇所と比較して上昇温度が低い箇所があった場合に、その箇所を未含浸部であると評価することができる。さらに、評価部６３は、他の箇所との比較ではなく、予め定めた閾値と比較して上昇温度が低い箇所があった場合に、その箇所を未含浸部であると評価することができる。
【0058】
なお、評価部６３は、対象物１００の温度上昇の情報に基づいて、対象物１００の密度を評価してもよい。さらに、評価部６３は、対象物１００の温度上昇の情報に基づいて、対象物１００における炭素繊維の体積分率を評価してもよい。そして、評価結果出力部６４は、評価部６３が評価した密度の情報や炭素繊維の体積分率の情報を状態情報として出力してもよい。
【0059】
また、移動方向Ｄの上流側に設定される第１測定ラインＳ１の位置は、加熱領域４００と重なる位置に設けられることに限定されない。例えば、第１測定ラインＳ１は、加熱領域４００の上流側の端部である上流端よりも更に上流に設けられていてもよい。
同様に、移動方向Ｄの下流側に設定される第２測定ラインＳ２の位置は、加熱領域４００と重なる位置に設けられることに限定されない。第２測定ラインＳ２では、対象物１００が加熱部４０によって加熱されることで変化する温度を測定できればよい。したがって、第２測定ラインＳ２は、加熱領域４００の上流側の端部である上流端よりも下流に設けられていればよい。ただし、第１測定ラインＳ１にて測定される温度との差分を特定するという場合、第２測定ラインＳ２は、第１測定ラインＳ１よりも下流に設けられることが条件となる。
同様に、移動方向Ｄの下流側に設定される第２測定ラインＳ２の位置は、加熱領域４００と重なる位置に設けられることに限定されない。第２測定ラインＳ２では、対象物１００が加熱部４０によって加熱されることで変化する温度を測定できればよい。したがって、第２測定ラインＳ２は、加熱領域４００の上流側の端部である上流端よりも下流に設けられていればよい。ただし、第１測定ラインＳ１にて測定される温度との差分を特定するという場合、第２測定ラインＳ２は、第１測定ラインＳ１よりも下流に設けられることが条件となる。
【0060】
また、本実施形態の繊維状態評価装置５では、単一の赤外線サーモグラフィ５０が測定する測定領域５００の第１測定ラインＳ１と第２測定ラインＳ２との温度情報に基づいて評価を行っているが、この態様に限定されない。繊維状態評価装置５は、例えば第１測定ラインＳ１を測定するための赤外線サーモグラフィと、第２測定ラインＳ２を測定するための他の赤外線サーモグラフィとを別々に備えていてもよい。
【0061】
さらに、上述したように、例えば第１測定ラインＳ１と第２測定ラインＳ２とによって測定される対象物１００の測定箇所Ｐは、移動方向Ｄにおいて一定の幅を有する短冊状に形成される。これは、測定箇所Ｐとは異なる他の測定箇所についても同様である。したがって、温度上昇算出部６２は、上述した測定箇所Ｐを含む複数の測定箇所についてそれぞれ特定した温度上昇の情報を移動方向Ｄにおいて並べることで、対象物１００の温度上昇分布を作成することができる。そして、評価結果出力部６４は、温度上昇算出部６２が作成した温度上昇分布を評価結果として出力するようにしてもよい。
【0062】
【0063】
図７に示すように、まず、繊維状態評価装置５における加熱部４０は、出射する光（赤外線）によって対象物１００の表面１０１を面加熱する（ステップ７０１）。このとき、対象物１００は、移動方向Ｄに沿って移動している。したがって、対象物１００は、移動方向Ｄにおいて連続的に加熱される。
そして、赤外線サーモグラフィ５０により測定される温度情報に基づいて、第１測定ラインＳ１における測定箇所Ｐの温度を取得する（ステップ７０２）。
また、赤外線サーモグラフィ５０により測定される温度情報に基づいて、第１測定ラインＳ１にて温度が取得された測定箇所Ｐの第２測定ラインＳ２における温度を取得する（ステップ７０３）。
そして、赤外線サーモグラフィ５０により測定される温度情報に基づいて、第１測定ラインＳ１における測定箇所Ｐの温度を取得する（ステップ７０２）。
また、赤外線サーモグラフィ５０により測定される温度情報に基づいて、第１測定ラインＳ１にて温度が取得された測定箇所Ｐの第２測定ラインＳ２における温度を取得する（ステップ７０３）。
【0064】
そして、評価部６３は、測定箇所Ｐについて取得した第１測定ラインＳ１の温度と第２測定ラインＳ２の温度の差分となる上昇温度に基づいて、対象物１００の評価を行う（ステップ７０４）。例えば、評価部６３は、第１測定ラインＳ１で測定された温度と第２測定ラインＳ２で測定される温度との温度差が小さい箇所がある場合に、その箇所について未含浸部が存在するという評価を行う。
【0065】
そして、評価結果出力部６４は、対象物１００の評価結果を液晶ディスプレイなどの表示手段（不図示）に表示する（ステップ７０５）。
なお、対象物１００において未含浸部があると判定された場合、対象物１００における該当箇所にマークを付すなどの操作を行うことができる。また、評価結果出力部６４は、未含浸部があると判定された場合、対象物１００における該当箇所を特定可能な情報を出力することができる。対象物１００における該当箇所は、制御装置９から取得する対象物１００の搬送速度等の製造条件に関する情報に基づいて特定することができる。
なお、対象物１００において未含浸部があると判定された場合、対象物１００における該当箇所にマークを付すなどの操作を行うことができる。また、評価結果出力部６４は、未含浸部があると判定された場合、対象物１００における該当箇所を特定可能な情報を出力することができる。対象物１００における該当箇所は、制御装置９から取得する対象物１００の搬送速度等の製造条件に関する情報に基づいて特定することができる。
【0066】
以上のように、本実施形態の製造システム１では、シート状の対象物１００を搬送させながら、対象物１００の評価を実行する。これによって、本実施形態の製造システム１では、繊維状態評価装置５によってシート状の対象物１００の広範囲にわたって連続的に対象物１００の内部状態に関する状態情報を取得できる。そして、本実施形態の繊維状態評価装置５は、対象物１００の状態情報を効率的に取得することができる。
また、本実施形態の製造システム１では、対象物１００の評価のために対象物１００の製造を停止させることなく、対象物１００を評価しながら対象物１００の製造を行うことが可能である。
また、本実施形態の製造システム１では、対象物１００の評価のために対象物１００の製造を停止させることなく、対象物１００を評価しながら対象物１００の製造を行うことが可能である。
【0067】
また、製造システム１では、評価を行うために加熱部４０によって対象物１００の加熱を行っている。ただし、加熱部４０による対象物１００の加熱時間は、対象物１００が加熱領域４００を通過するまで間の比較的短い時間である。
ここで、対象物１００は、例えば成形前ＣＦＲＰという中間基材であり、その後プレス機などによって加熱および加圧が行われることで所望とする形状に成形される。そのため、対象物１００の評価のために、対象物１００を長時間加熱することは好ましくない。
これに対して、本実施形態の製造システム１では、比較的短時間の加熱により対象物１００の評価を行うため、対象物１００に対する加熱の影響を抑制することができる。
ここで、対象物１００は、例えば成形前ＣＦＲＰという中間基材であり、その後プレス機などによって加熱および加圧が行われることで所望とする形状に成形される。そのため、対象物１００の評価のために、対象物１００を長時間加熱することは好ましくない。
これに対して、本実施形態の製造システム１では、比較的短時間の加熱により対象物１００の評価を行うため、対象物１００に対する加熱の影響を抑制することができる。
【0068】
〔後処理装置７〕
図１に示すように、後処理装置７は、繊維状態評価装置５の下流側に設けられる。後処理装置７は、加工された対象物１００を巻き取るロール装置を有する。そして、後処理装置７は、加工装置３から出力され、繊維状態評価装置５を通ったシート状の対象物１００を巻き取る。
なお、後処理装置７は、シート状の対象物１００を連続で折りたたむ折り畳み装置であったり、シート状の対象物１００を幅方向Ｗに沿って切断する切断装置であったり、対象物１００を加熱および加圧して予め定められた形状に成形するプレス機であったりしてもよい。
図１に示すように、後処理装置７は、繊維状態評価装置５の下流側に設けられる。後処理装置７は、加工された対象物１００を巻き取るロール装置を有する。そして、後処理装置７は、加工装置３から出力され、繊維状態評価装置５を通ったシート状の対象物１００を巻き取る。
なお、後処理装置７は、シート状の対象物１００を連続で折りたたむ折り畳み装置であったり、シート状の対象物１００を幅方向Ｗに沿って切断する切断装置であったり、対象物１００を加熱および加圧して予め定められた形状に成形するプレス機であったりしてもよい。
【0069】
ところで、例えば後処理装置７においてシート状の対象物１００がロール装置に巻き取られる場合には、対象物１００を構成する樹脂が巻き取りに伴って滲み出るおそれがある。これに対して、本実施形態の製造システム１では、後処理装置７の上流側に設置される加熱部４０によって対象物１００に対する若干の加熱を行う。そこで、製造システム１では、対象物１００の樹脂が滲み出ることが抑制される程度の加熱条件で、加熱部４０による対象物１００の加熱を行うようにしてもよい。
【0070】
〔制御装置９〕
図１に示すように、制御装置９は、対象物１００の製造に係る加工装置３および後処理装置７を制御する。具体的には、制御装置９は、例えば表側フィルム供給部３１による表側フィルム１００ａの供給速度、裏側フィルム供給部３３による裏側フィルム１００ｂの供給速度、含浸装置３７における回転ベルトの回転速度などを制御する。すなわち、制御装置９は、対象物１００の搬送速度に関する条件を制御する。また、制御装置９は、表側樹脂供給部３２や裏側樹脂供給部３４による樹脂の供給量や、炭素繊維供給部３５による炭素繊維の供給量を制御する。つまり、制御装置９は、対象物１００の内部状態に係る条件を制御する。
図１に示すように、制御装置９は、対象物１００の製造に係る加工装置３および後処理装置７を制御する。具体的には、制御装置９は、例えば表側フィルム供給部３１による表側フィルム１００ａの供給速度、裏側フィルム供給部３３による裏側フィルム１００ｂの供給速度、含浸装置３７における回転ベルトの回転速度などを制御する。すなわち、制御装置９は、対象物１００の搬送速度に関する条件を制御する。また、制御装置９は、表側樹脂供給部３２や裏側樹脂供給部３４による樹脂の供給量や、炭素繊維供給部３５による炭素繊維の供給量を制御する。つまり、制御装置９は、対象物１００の内部状態に係る条件を制御する。
【0071】
本実施形態の制御装置９は、コンピュータ６０と互いに通信可能に構成されている。そして、制御装置９は、対象物１００の内部状態の評価を行うために必要となる対象物１００の製造条件に係る情報をコンピュータ６０に送信可能になっている。具体的には、制御装置９は、対象物１００の搬送速度に関する情報をコンピュータ６０に送信する。
さらに、制御装置９は、対象物１００の内部状態の評価結果をコンピュータ６０から取得可能である。例えば、制御装置９は、コンピュータ６０から得られた対象物１００の評価結果に応じて、対象物１００の製造条件を変更するなどしてもよい。このように、本実施形態の製造システム１では、対象物１００の評価に応じた対象物１００の製造条件の変更を行うフィードバック制御を行うことが可能である。
さらに、制御装置９は、対象物１００の内部状態の評価結果をコンピュータ６０から取得可能である。例えば、制御装置９は、コンピュータ６０から得られた対象物１００の評価結果に応じて、対象物１００の製造条件を変更するなどしてもよい。このように、本実施形態の製造システム１では、対象物１００の評価に応じた対象物１００の製造条件の変更を行うフィードバック制御を行うことが可能である。
【0072】
＜変形例＞
図８は、変形例の繊維状態評価装置５の概略図である。
図８は、変形例の繊維状態評価装置５の概略図である。
【0073】
図８（Ａ）に示すように、変形例の繊維状態評価装置５は、加熱部４０と対象物１００との間に、光（赤外線）を拡散する拡散板７０を有している。図８（Ｂ）に示すように、変形例の拡散板７０は、矩形状に形成される。そして、拡散板７０は、移動方向Ｄにおいて一定の幅を有している。また、拡散板７０は、幅方向Ｗにおいて対象物１００よりも若干大きく形成されている。
そして、変形例の繊維状態評価装置５において、加熱部４０から照射される光の照射領域の外郭は、拡散板７０のサイズ内に収まるようになっている。すなわち、変形例の繊維状態評価装置５では、加熱部４０から照射される光を拡散板７０が受けて、対象物１００に直接向かわないように構成している。
そして、変形例の繊維状態評価装置５において、加熱部４０から照射される光の照射領域の外郭は、拡散板７０のサイズ内に収まるようになっている。すなわち、変形例の繊維状態評価装置５では、加熱部４０から照射される光を拡散板７０が受けて、対象物１００に直接向かわないように構成している。
【0074】
ここで、加熱部４０は、例えばハロゲンランプを用いた場合、レンズなどの光学部材に影響によって加熱領域４００における光の強度のムラが発生するおそれがある。
これに対して、変形例の繊維状態評価装置５では、加熱部４０から照射された光が拡散板７０によって一様になり、一様になった光が対象物１００に照らされる。このように、拡散板７０は、対象物１００に照射される光のムラを例えば拡散板７０を用いない場合と比較して抑制する。
これに対して、変形例の繊維状態評価装置５では、加熱部４０から照射された光が拡散板７０によって一様になり、一様になった光が対象物１００に照らされる。このように、拡散板７０は、対象物１００に照射される光のムラを例えば拡散板７０を用いない場合と比較して抑制する。
【0075】
また、図８（Ｂ）に示すように、拡散板７０は、移動方向Ｄにおける上流側の端部７０Ｌが直線状になっている。そして、拡散板７０は、端部７０Ｌが幅方向Ｗに沿うように設けられる。
上述したように、本実施形態の繊維状態評価装置５では、移動する対象物１００に対して加熱部４０による加熱を行う。そして、繊維状態評価装置５は、加熱に伴う温度変化に基づいて、対象物１００の評価を行う。したがって、移動方向Ｄと交差する方向において、加熱部４０による加熱条件が揃っていることが好ましい。
上述したように、本実施形態の繊維状態評価装置５では、移動する対象物１００に対して加熱部４０による加熱を行う。そして、繊維状態評価装置５は、加熱に伴う温度変化に基づいて、対象物１００の評価を行う。したがって、移動方向Ｄと交差する方向において、加熱部４０による加熱条件が揃っていることが好ましい。
【0076】
ここで、比較例について説明する。例えば、加熱部４０が形成する加熱領域が円形状であるとする。この場合、対象物１００は、円形状に加熱が行われることになる。そうすると、例えば対象物１００の幅方向Ｗにおける中央部は、移動方向Ｄにおいて他の領域と比較して上流側に向けて長くなる。そのため、対象物１００の中央部は、幅方向Ｗの側端部と比較して加熱される時間が長くなることになる。
【0077】
これに対して、変形例の繊維状態評価装置５では、拡散板７０の端部７０Ｌが直線状に形成される。そのため、拡散板７０を介して加熱部４０が対象物１００に形成する加熱領域４００の上流端４００Ｕは、幅方向Ｗに沿った直線状になる。このように、変形例の繊維状態評価装置５では、加熱部４０による対象物１００の加熱条件を揃えることが可能になっている。
【0078】
＜変形例＞
図９は、変形例の繊維状態評価装置５の概略図である。
図９は、変形例の繊維状態評価装置５の概略図である。
【0079】
図９（Ａ）に示すように、変形例の繊維状態評価装置５は、加熱部４０と対象物１００との間にカバー部８０を有している。変形例のカバー部８０は、４枚の板材により周囲が囲まれ、ｚ方向における上側と下側がそれぞれ開口する箱状に形成される。そして、カバー部８０は、加熱部４０の対象物１００に対向する側の周囲を囲う。また、カバー部８０は、対象物１００の表面１０１側であって加熱部４０と対向する領域を囲う。
【0080】
変形例の繊維状態評価装置５において、加熱部４０から照射された光は、カバー部８０内に照らされ、さらに対象物１００に照射される。そして、変形例の繊維状態評価装置５では、カバー部８０が設けられることによって、加熱部４０が形成する加熱領域４００に対する外部の光や熱による干渉が抑制される。
【0081】
また、図９（Ｂ）に示すように、カバー部８０は、移動方向Ｄにおける上流側の端部８０Ｌが直線状になっている。カバー部８０は、端部８０Ｌが移動方向Ｄと交差する方向に沿うように設けられる。
そして、変形例の繊維状態評価装置５では、カバー部８０の端部８０Ｌが直線状に形成されている。そのため、加熱部４０が対象物１００に形成する加熱領域４００の上流端４００Ｕは、幅方向Ｗに沿った直線状になる。このように、変形例の繊維状態評価装置５では、加熱部４０による対象物１００の移動方向Ｄにおいて加熱条件を揃えることが可能になっている。
そして、変形例の繊維状態評価装置５では、カバー部８０の端部８０Ｌが直線状に形成されている。そのため、加熱部４０が対象物１００に形成する加熱領域４００の上流端４００Ｕは、幅方向Ｗに沿った直線状になる。このように、変形例の繊維状態評価装置５では、加熱部４０による対象物１００の移動方向Ｄにおいて加熱条件を揃えることが可能になっている。
【0082】
＜コンピュータ６０のハードウェア構成＞
図１０は、コンピュータ６０ハードウェア構成例を示した図である。
図１０は、コンピュータ６０ハードウェア構成例を示した図である。
【0083】
図１０に示すように、コンピュータ６０は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１と、記憶手段であるメインメモリ６０３およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）６０５とを備える。ここで、ＣＰＵ６０１は、ＯＳ（Operating System）やアプリケーションソフトウェア等の各種プログラムを実行する。また、メインメモリ６０３は、各種プログラムやその実行に用いるデータ等を記憶する記憶領域である。ＨＤＤ６０５は、各種プログラムに対する入力データや各種プログラムからの出力データ等を記憶する記憶領域である。そして、コンピュータ６０が備えるこれらの構成により、上記図３などで説明した各機能構成が実行される。
【0084】
なお、コンピュータ６０は、赤外線サーモグラフィ５０など外部との通信を行うための通信インターフェイス（通信Ｉ／Ｆ）６０７を備えている。また、ＣＰＵ６０１が実行するプログラム（例えば、上記評価を実行するプログラム）は、予めメインメモリ６０３に記憶させておく形態の他、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ６０１に提供したり、あるいは、ネットワーク（不図示）を介してＣＰＵ６０１に提供したりすることも可能である。
【0085】
＜変形例＞
本実施形態では、第１測定ラインＳ１および第２測定ラインＳ２の２つの位置で測定される温度に基づいて対象物１００の温度上昇を特定し、対象物１００の評価を行っているが、この態様に限定されない。例えば、赤外線サーモグラフィ５０による対象物１００の温度の測定位置は、例えば加熱領域４００の上流側の端部である上流端よりも下流側であれば単一の測定ラインでもよい。この場合、コンピュータ６０は、単一の測定ラインにて測定した温度に基づいて、対象物１００の内部状態の評価を行う。具体的には、単一の測定ラインにて測定される対象物１００に関して、予め定められた閾値以下の温度の箇所がある場合、その箇所を未含浸部であると評価するようにしてもよい。
本実施形態では、第１測定ラインＳ１および第２測定ラインＳ２の２つの位置で測定される温度に基づいて対象物１００の温度上昇を特定し、対象物１００の評価を行っているが、この態様に限定されない。例えば、赤外線サーモグラフィ５０による対象物１００の温度の測定位置は、例えば加熱領域４００の上流側の端部である上流端よりも下流側であれば単一の測定ラインでもよい。この場合、コンピュータ６０は、単一の測定ラインにて測定した温度に基づいて、対象物１００の内部状態の評価を行う。具体的には、単一の測定ラインにて測定される対象物１００に関して、予め定められた閾値以下の温度の箇所がある場合、その箇所を未含浸部であると評価するようにしてもよい。
【0086】
＜変形例＞
上述した実施形態においては、対象物１００を移動させながら対象物１００の状態の評価を行う例を用いて説明したが、この態様に限定されない。例えば、繊維状態評価装置５は、対象物１００を移動させずに対象物１００を静止させた状態で、対象物１００の状態の評価を行ってもよい。この場合、加熱部４０は、対象物１００の表面１０１の全体を面加熱する。例えば、対象物１００がｘ方向において一定の幅を有し、ｙ方向において一定の幅を有している場合、加熱部４０が対象物１００に形成する加熱領域４００は、ｘ方向における全幅およびｙ方向における全幅とすることができる。
上述した実施形態においては、対象物１００を移動させながら対象物１００の状態の評価を行う例を用いて説明したが、この態様に限定されない。例えば、繊維状態評価装置５は、対象物１００を移動させずに対象物１００を静止させた状態で、対象物１００の状態の評価を行ってもよい。この場合、加熱部４０は、対象物１００の表面１０１の全体を面加熱する。例えば、対象物１００がｘ方向において一定の幅を有し、ｙ方向において一定の幅を有している場合、加熱部４０が対象物１００に形成する加熱領域４００は、ｘ方向における全幅およびｙ方向における全幅とすることができる。
【0087】
そして、赤外線サーモグラフィ５０およびコンピュータ６０は、対象物１００の裏面１０３側から対象物１００の温度上昇を測定する。この場合、赤外線サーモグラフィ５０による温度の測定領域５００は、例えば加熱領域４００と同様に、対象物１００の全域にわたって形成する。また、評価部６３は、例えば加熱部４０により加熱を開始するときに測定された温度と、加熱部４０が加熱を開始してから予め定められた時間（例えば５秒～１５秒）の経過した後に測定された温度との差分である上昇温度を特定する。そして、評価部６３は、上昇温度に基づいて対象物１００における未含浸部の有無などの内部状態を評価する。さらに、評価結果出力部６４は、評価部６３の評価を状態情報として出力する。
この変形例においても、繊維状態評価装置５によって対象物１００の広範囲にわたって対象物１００の内部状態に関する状態情報を取得できる。そして、変形例の繊維状態評価装置５によっても、対象物１００の状態情報を効率的に取得することが可能になる。
この変形例においても、繊維状態評価装置５によって対象物１００の広範囲にわたって対象物１００の内部状態に関する状態情報を取得できる。そして、変形例の繊維状態評価装置５によっても、対象物１００の状態情報を効率的に取得することが可能になる。
【0088】
＜変形例＞
本実施形態の繊維状態評価装置５では、ハロゲンランプなどの光（赤外線）を用いることで対象物１００に対する非接触の加熱を行っているが、対象物１００を加熱する際に非接触であることに限定されない。例えば、含浸装置３７における一の回転ロールの内部に熱源を設けることで、含浸装置３７によって対象物１００の表面１０１を加熱するようにしてもよい。
本実施形態の繊維状態評価装置５では、ハロゲンランプなどの光（赤外線）を用いることで対象物１００に対する非接触の加熱を行っているが、対象物１００を加熱する際に非接触であることに限定されない。例えば、含浸装置３７における一の回転ロールの内部に熱源を設けることで、含浸装置３７によって対象物１００の表面１０１を加熱するようにしてもよい。
【0089】
さらに、本実施形態の繊維状態評価装置５では、例えば対象物１００の移動経路上に、加熱部４０による加熱領域４００を形成することで対象物１００の表面１０１を加熱しているが、この態様に限定されない。繊維状態評価装置５では、対象物１００の表面１０１の加熱を行うことができればよく、必ずしも加熱領域４００を定める必要はない。例えば、繊維状態評価装置５は、例えば対象物１００に対して温風を吹き付けるなど、対象物１００の表面１０１において加熱される箇所が一定ではなく変化するものであってもよい。
【0090】
＜変形例＞
さらに、本実施形態において、対象物１００の温度変化に基づく評価を行うに際して、加熱部４０によって対象物１００を加熱するようにしているが、この態様に限定されない。例えば、対象物１００の冷却する冷却部を用いて対象物１００の表面１０１の温度を低下させ、対象物１００の裏面１０３における温度の降下温度を特定する。上述した加熱部４０による加熱と同様に、対象物１００に未含浸部が存在する場合には、他の箇所と比較して、未含浸部における温度降下が小さくなる。そこで、評価部６３は、温度降下が少ない箇所を未含浸部と評価することができる。このように、繊維状態評価装置５は、対象物１００に対して冷却を行うことで対象物１００の温度を変化させ、対象物１００の内部状態の評価を行ってもよい。
さらに、本実施形態において、対象物１００の温度変化に基づく評価を行うに際して、加熱部４０によって対象物１００を加熱するようにしているが、この態様に限定されない。例えば、対象物１００の冷却する冷却部を用いて対象物１００の表面１０１の温度を低下させ、対象物１００の裏面１０３における温度の降下温度を特定する。上述した加熱部４０による加熱と同様に、対象物１００に未含浸部が存在する場合には、他の箇所と比較して、未含浸部における温度降下が小さくなる。そこで、評価部６３は、温度降下が少ない箇所を未含浸部と評価することができる。このように、繊維状態評価装置５は、対象物１００に対して冷却を行うことで対象物１００の温度を変化させ、対象物１００の内部状態の評価を行ってもよい。
【0091】
なお、上述した実施形態において、対象物１００として、炭素繊維強化樹脂を用いることを説明したが、これに限定されない。すなわち、互いに熱伝導率が異なる複数の種類の材料から構成されるものであればよい。また、対象物１００を、複合材料以外に用いてもよい。さらに、例えば、対象物１００としてガラス、半導体、高分子フィルム、液晶などを用いてもよい。
【0092】
なお、含浸装置３７は、移動部の一例である。加熱部４０は、温度変化部または加熱部の一例である。赤外線サーモグラフィ５０は、測定部、第１測定部または第２測定部の一例である。コンピュータ６０は、出力部の一例である。加熱領域４００は、変化領域および加熱領域の一例である。繊維状態評価装置５は、情報出力装置の一例である。第１測定ラインＳ１は、基準位置の一例である。第２測定ラインＳ２は、測定位置の一例である。拡散板７０または変更部４５は、抑制部の一例である。拡散板７０は、拡散部の一例である。カバー部８０は、囲い部の一例である。加工装置３は、加工部の一例である。
【0093】
さて、上記では種々の実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態や変形例同士を組み合わせて構成してももちろんよい。
また、本開示は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。
また、本開示は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【0094】
１…製造システム、３…加工装置、５…繊維状態評価装置、７…後処理装置、４０…加熱部、４５…変更部、５０…赤外線サーモグラフィ、６０…コンピュータ、６１…温度取得部、６２…温度上昇算出部、６３…評価部、６４…評価結果出力部、７０…拡散板、７０Ｌ、８０Ｌ…端部、８０…カバー部、４００…加熱領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】