JP2001206779A - 繊維強化複合部材の製造方法およびその装置 - Google Patents
繊維強化複合部材の製造方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 治具との貼付やこれによる破損のおそれなし
に、機械加工時の加工基準（軸心や基準面）を正確に備
えることができ、これにより最終製品の加工精度と歩留
りを大幅に高めることができる繊維強化複合部材の製造
方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 治具１０の表面に繊維織物１を成形し、
成形した繊維織物にマトリックスを含浸させ、繊維織物
と治具がマトリックス含浸により貼付きを起こす前に、
治具の一部１２ａ、１２ｂを繊維織物と一体のまま残し
て治具を取り外す。次いで治具の残された部分を基準面
として機械加工する。
に、機械加工時の加工基準（軸心や基準面）を正確に備
えることができ、これにより最終製品の加工精度と歩留
りを大幅に高めることができる繊維強化複合部材の製造
方法およびその装置を提供する。 【解決手段】 治具１０の表面に繊維織物１を成形し、
成形した繊維織物にマトリックスを含浸させ、繊維織物
と治具がマトリックス含浸により貼付きを起こす前に、
治具の一部１２ａ、１２ｂを繊維織物と一体のまま残し
て治具を取り外す。次いで治具の残された部分を基準面
として機械加工する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械加工時の加工
基準（軸心や基準面）を正確に備えることができるセラ
ミックス基複合部材及び炭素系複合材料の製造方法およ
び装置に関する。
基準（軸心や基準面）を正確に備えることができるセラ
ミックス基複合部材及び炭素系複合材料の製造方法およ
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＴＯ／Ｎ2Ｈ4，ＮＴＯ／ＭＭＨ等を推
進剤とするロケットエンジンの高性能化のために、燃焼
器（スラストチャンバ）の耐熱温度を高めることが要望
される。そのため、耐熱温度が約１５００℃であるコー
ティング付きのニオブ合金が、従来多くのロケットエン
ジンのチャンバ材料として用いられてきた。しかしこの
材料は、密度が高いため重く、高温強度が低く、コーテ
ィングの寿命が短い欠点があった。
進剤とするロケットエンジンの高性能化のために、燃焼
器（スラストチャンバ）の耐熱温度を高めることが要望
される。そのため、耐熱温度が約１５００℃であるコー
ティング付きのニオブ合金が、従来多くのロケットエン
ジンのチャンバ材料として用いられてきた。しかしこの
材料は、密度が高いため重く、高温強度が低く、コーテ
ィングの寿命が短い欠点があった。
【０００３】一方、セラミックスは耐熱性が高いが脆い
欠点があるため、これをセラミックス繊維で強化したセ
ラミックス基複合部材（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｍａｔｒｉｘ
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ：以下、ＣＭＣと略称する）が開
発されている。すなわち、セラミックス基複合部材（Ｃ
ＭＣ）はセラミックス繊維とセラミックスマトリックス
とからなる。なお、一般にＣＭＣはその素材により、セ
ラミックス繊維／セラミックスマトリックス（例えば、
両方がＳｉＣからなる場合、ＳｉＣ／ＳｉＣ）と表示さ
れる。
欠点があるため、これをセラミックス繊維で強化したセ
ラミックス基複合部材（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｍａｔｒｉｘ
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ：以下、ＣＭＣと略称する）が開
発されている。すなわち、セラミックス基複合部材（Ｃ
ＭＣ）はセラミックス繊維とセラミックスマトリックス
とからなる。なお、一般にＣＭＣはその素材により、セ
ラミックス繊維／セラミックスマトリックス（例えば、
両方がＳｉＣからなる場合、ＳｉＣ／ＳｉＣ）と表示さ
れる。
【０００４】ＣＭＣは、軽量かつ高温強度が高いため、
上述したロケットエンジンの燃焼器（スラストチャン
バ）の他、高温部の燃料配管、ジェットエンジンのター
ビン翼、燃焼器、アフターバーナ部品等に極めて有望な
材料である。
上述したロケットエンジンの燃焼器（スラストチャン
バ）の他、高温部の燃料配管、ジェットエンジンのター
ビン翼、燃焼器、アフターバーナ部品等に極めて有望な
材料である。
【０００５】しかし、従来のＣＭＣは、気密性を保持す
ることができず、かつ耐熱衝撃性が低い問題点があっ
た。すなわち、従来のＣＭＣは、所定の形状をセラミッ
クス繊維で構成したのち、いわゆるＣＶＩ処理（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：
気相含浸法）で繊維の隙間にマトリックスを形成する
が、このＣＶＩで繊維間の隙間を完全に埋めるには実用
不可能な長期間（例えば１年以上）を要する問題点があ
った。また、このように形成した従来のＣＭＣを高温で
試験等すると、激しい熱衝撃（例えば温度差が９００℃
以上）が作用した場合に、強度低下が激しく、再使用が
ほとんどできない問題点があった。そのため、従来のセ
ラミックス基複合部材（ＣＭＣ）は、燃焼器（スラスト
チャンバ）や燃料配管のような気密性と耐熱衝撃性を要
する部品には実質的に使用できなかった。
ることができず、かつ耐熱衝撃性が低い問題点があっ
た。すなわち、従来のＣＭＣは、所定の形状をセラミッ
クス繊維で構成したのち、いわゆるＣＶＩ処理（Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ：
気相含浸法）で繊維の隙間にマトリックスを形成する
が、このＣＶＩで繊維間の隙間を完全に埋めるには実用
不可能な長期間（例えば１年以上）を要する問題点があ
った。また、このように形成した従来のＣＭＣを高温で
試験等すると、激しい熱衝撃（例えば温度差が９００℃
以上）が作用した場合に、強度低下が激しく、再使用が
ほとんどできない問題点があった。そのため、従来のセ
ラミックス基複合部材（ＣＭＣ）は、燃焼器（スラスト
チャンバ）や燃料配管のような気密性と耐熱衝撃性を要
する部品には実質的に使用できなかった。
【０００６】本発明の発明者は、上述した問題点を解決
するために、気密性と耐熱衝撃性を大幅に高めることが
でき、これによりスラストチャンバ等にも実用可能な
「セラミックス基複合部材及びその製造方法」（特願平
１１−１９４１６号、未公開）を創案し出願した。この
発明は、図４に模式的に示すように、成形した繊維織物
１の表面にＳｉＣマトリックス層を形成するＣＶＩ処理
を行った後に、そのマトリックス層の隙間に有機珪素ポ
リマーを基材として含浸し焼成するＰＩＰ処理を行うも
のである。
するために、気密性と耐熱衝撃性を大幅に高めることが
でき、これによりスラストチャンバ等にも実用可能な
「セラミックス基複合部材及びその製造方法」（特願平
１１−１９４１６号、未公開）を創案し出願した。この
発明は、図４に模式的に示すように、成形した繊維織物
１の表面にＳｉＣマトリックス層を形成するＣＶＩ処理
を行った後に、そのマトリックス層の隙間に有機珪素ポ
リマーを基材として含浸し焼成するＰＩＰ処理を行うも
のである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した製造工程
において、（１）の織り工程（Ｂｒａｉｄｉｎｇ）から
（３）のＣＶＩ工程までは、例えばカーボン等からなる
治具を用い、その周りに繊維織物１を成形し次いでＣＶ
Ｉ処理を行う。このＣＶＩ処理により繊維織物１の隙間
にマトリックスが形成されて形状が保持されるので、こ
の段階で治具を外し、その後の（４）ＰＩＰ処理と
（５）機械加工（Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）を従来行ってい
た。なお、織り工程では、図５に模式的に示すように、
中央糸に組み糸を交互に斜めに織り込むブレード織りが
例えば用いられる。
において、（１）の織り工程（Ｂｒａｉｄｉｎｇ）から
（３）のＣＶＩ工程までは、例えばカーボン等からなる
治具を用い、その周りに繊維織物１を成形し次いでＣＶ
Ｉ処理を行う。このＣＶＩ処理により繊維織物１の隙間
にマトリックスが形成されて形状が保持されるので、こ
の段階で治具を外し、その後の（４）ＰＩＰ処理と
（５）機械加工（Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）を従来行ってい
た。なお、織り工程では、図５に模式的に示すように、
中央糸に組み糸を交互に斜めに織り込むブレード織りが
例えば用いられる。
【０００８】しかし、織り工程（例えばブレード織り）
後、ＣＶＩ処理及びＰＩＰ処理を施した後のセラミック
ス基複合部材２は、その表面の凹凸が大きく、機械加工
の基準がとれない問題点があった。すなわち、図６に模
式的に示すように、半製品（セラミックス基複合部材
２）の表面の凹凸が大きいため、加工の基準点・基準面
が精度よく定義できず、例えば図６のＺ−Ｚ軸のまわり
に回転させてその振れが最小になるように軸心を決定
し、更にこの状態で例えば最小直径部分を決定してその
位置を軸方向の位置決めの基準としていた。従って、か
かる方法では、軸心や軸方向の基準面が正確に定められ
ず、結果として軸方向の切断箇所の不良、及び片当たり
加工による製品板厚の不均一（強化繊維の切断）等の加
工精度不良を起こしていた。
後、ＣＶＩ処理及びＰＩＰ処理を施した後のセラミック
ス基複合部材２は、その表面の凹凸が大きく、機械加工
の基準がとれない問題点があった。すなわち、図６に模
式的に示すように、半製品（セラミックス基複合部材
２）の表面の凹凸が大きいため、加工の基準点・基準面
が精度よく定義できず、例えば図６のＺ−Ｚ軸のまわり
に回転させてその振れが最小になるように軸心を決定
し、更にこの状態で例えば最小直径部分を決定してその
位置を軸方向の位置決めの基準としていた。従って、か
かる方法では、軸心や軸方向の基準面が正確に定められ
ず、結果として軸方向の切断箇所の不良、及び片当たり
加工による製品板厚の不均一（強化繊維の切断）等の加
工精度不良を起こしていた。
【０００９】また、この問題を解決するために、治具を
機械加工時まで取付けておくのが好ましいが、この場合
には、ＣＶＩもしくはＰＩＰ処理におけるマトリックス
により、治具に製品が貼り付いてしまい、製品の取り外
しが困難又は不可能となり、製品の破損率が増大し歩留
りが大幅に低下する問題点があった。
機械加工時まで取付けておくのが好ましいが、この場合
には、ＣＶＩもしくはＰＩＰ処理におけるマトリックス
により、治具に製品が貼り付いてしまい、製品の取り外
しが困難又は不可能となり、製品の破損率が増大し歩留
りが大幅に低下する問題点があった。
【００１０】本発明はかかる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、治具
との貼付やこれによる破損のおそれなしに、機械加工時
の加工基準（軸心や基準面）を正確に備えることがで
き、これにより最終製品の加工精度と歩留りを大幅に高
めることができる繊維強化複合部材の製造方法およびそ
の装置を提供することにある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、治具
との貼付やこれによる破損のおそれなしに、機械加工時
の加工基準（軸心や基準面）を正確に備えることがで
き、これにより最終製品の加工精度と歩留りを大幅に高
めることができる繊維強化複合部材の製造方法およびそ
の装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、治具の
表面に繊維織物を成形し、成形した繊維織物にマトリッ
クスを含浸させ、前記治具の一部を繊維織物と一体のま
ま残して治具を取り外す、ことを特徴とする繊維強化複
合部材の製造方法が提供される。本発明の好ましい実施
形態によれば、前記治具の繊維織物と一体のまま残され
た部分を基準面として機械加工する。また、前記繊維織
物は製品寸法よりも長く成形される。
表面に繊維織物を成形し、成形した繊維織物にマトリッ
クスを含浸させ、前記治具の一部を繊維織物と一体のま
ま残して治具を取り外す、ことを特徴とする繊維強化複
合部材の製造方法が提供される。本発明の好ましい実施
形態によれば、前記治具の繊維織物と一体のまま残され
た部分を基準面として機械加工する。また、前記繊維織
物は製品寸法よりも長く成形される。
【００１２】上述した本発明の方法によれば、治具の一
部を繊維織物と一体のまま残して治具を取り外すので、
残されら治具と接触しない製品部分を従来と同様に十分
にマトリックス含浸・形成することができる。また、マ
トリックス含浸処理後の半製品（繊維強化複合部材）に
は、治具の一部が残されているので、この治具の一部を
機械加工時の加工基準（軸心や基準面）とすることによ
り、治具上で決まっていた軸方向位置と軸心を保持する
ことができる。従って、この基準面を予め平滑な面とす
ることで、半製品表面の凹凸が大きい場合でも、加工基
準を正確に備えることができ、加工後の板厚の不均一化
をなくすことができ、かつ、形状精度の向上のみなら
ず、繊維の切断による強度低下を抑えることができる。
部を繊維織物と一体のまま残して治具を取り外すので、
残されら治具と接触しない製品部分を従来と同様に十分
にマトリックス含浸・形成することができる。また、マ
トリックス含浸処理後の半製品（繊維強化複合部材）に
は、治具の一部が残されているので、この治具の一部を
機械加工時の加工基準（軸心や基準面）とすることによ
り、治具上で決まっていた軸方向位置と軸心を保持する
ことができる。従って、この基準面を予め平滑な面とす
ることで、半製品表面の凹凸が大きい場合でも、加工基
準を正確に備えることができ、加工後の板厚の不均一化
をなくすことができ、かつ、形状精度の向上のみなら
ず、繊維の切断による強度低下を抑えることができる。
【００１３】また、本発明によれば、治具の表面に繊維
織物を成形し、成形した繊維織物にマトリックスを含浸
させる繊維強化複合部材の製造装置において、前記治具
は繊維強化複合部材の製品寸法よりも長く形成されてい
る、ことを特徴とする繊維強化複合部材の製造装置が提
供される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記治
具の繊維強化複合部材の製品寸法よりもはみ出した部分
は、端に向かって拡径する部分を有し、該拡径部分は製
品寸法端部の外径より大きい径を有する環状部分と残り
の部分とに分離できるように構成されている。この構成
により、製品寸法端部の外径より大きい径を有する環状
部分を繊維織物と一体のまま残し、残りの部分を取り外
すことができる。
織物を成形し、成形した繊維織物にマトリックスを含浸
させる繊維強化複合部材の製造装置において、前記治具
は繊維強化複合部材の製品寸法よりも長く形成されてい
る、ことを特徴とする繊維強化複合部材の製造装置が提
供される。本発明の好ましい実施形態によれば、前記治
具の繊維強化複合部材の製品寸法よりもはみ出した部分
は、端に向かって拡径する部分を有し、該拡径部分は製
品寸法端部の外径より大きい径を有する環状部分と残り
の部分とに分離できるように構成されている。この構成
により、製品寸法端部の外径より大きい径を有する環状
部分を繊維織物と一体のまま残し、残りの部分を取り外
すことができる。
【００１４】また、前記環状部分の表面には前記繊維織
物と絡み付く溝または突起が形成されている、ことが好
ましい。この構成により、環状部分と繊維強化複合部材
との連結／一体化を強化し、治具の取り外し時における
環状部分の変位を防止することができる。
物と絡み付く溝または突起が形成されている、ことが好
ましい。この構成により、環状部分と繊維強化複合部材
との連結／一体化を強化し、治具の取り外し時における
環状部分の変位を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の製造装置
を構成する治具の構成図である。図４に示したように、
本発明の繊維強化複合部材の製造方法およびその装置で
は、治具１０の表面に繊維織物１を成形し、成形した繊
維織物１の表面にＳｉＣマトリックス層を形成するＣＶ
Ｉ処理を行った後に、そのマトリックス層の隙間に有機
珪素ポリマーを基材として含浸し焼成するＰＩＰ処理を
行う。
を図面を参照して説明する。図１は、本発明の製造装置
を構成する治具の構成図である。図４に示したように、
本発明の繊維強化複合部材の製造方法およびその装置で
は、治具１０の表面に繊維織物１を成形し、成形した繊
維織物１の表面にＳｉＣマトリックス層を形成するＣＶ
Ｉ処理を行った後に、そのマトリックス層の隙間に有機
珪素ポリマーを基材として含浸し焼成するＰＩＰ処理を
行う。
【００１６】本発明の製造方法およびその装置では、図
１に示すように、治具１０を基準面１１ａ，１１ｂを有
する基準セグメント１２ａ，１２ｂとその他の成形セグ
メント１４ａ，１４ｂの組合せからなる分割構造とす
る。すなわち、この例で、成形セグメント１４ａ，１４
ｂは、製品部分の最も細い部分１４ｃで分割されてお
り、それらの中心部を貫通する連結ロッド１６とその両
端に螺合するナット１７により、一体に組み立てられて
いる。また、基準セグメント１２ａ，１２ｂの軸方向の
端面１１ａは、製品の軸線Ｚ−Ｚに垂直に形成され、後
述する機械加工時の軸方向の基準面となる。更に、基準
セグメント１２ａ，１２ｂの内面１１ｂは、軸線Ｚ−Ｚ
と同心の円筒面であり、機械加工時の軸心の基準面とな
る。基準セグメント１２ａ，１２ｂは、成形セグメント
１４ａ，１４ｂに設けられた円筒部分の外側に隙間がほ
とんどないように嵌合する。
１に示すように、治具１０を基準面１１ａ，１１ｂを有
する基準セグメント１２ａ，１２ｂとその他の成形セグ
メント１４ａ，１４ｂの組合せからなる分割構造とす
る。すなわち、この例で、成形セグメント１４ａ，１４
ｂは、製品部分の最も細い部分１４ｃで分割されてお
り、それらの中心部を貫通する連結ロッド１６とその両
端に螺合するナット１７により、一体に組み立てられて
いる。また、基準セグメント１２ａ，１２ｂの軸方向の
端面１１ａは、製品の軸線Ｚ−Ｚに垂直に形成され、後
述する機械加工時の軸方向の基準面となる。更に、基準
セグメント１２ａ，１２ｂの内面１１ｂは、軸線Ｚ−Ｚ
と同心の円筒面であり、機械加工時の軸心の基準面とな
る。基準セグメント１２ａ，１２ｂは、成形セグメント
１４ａ，１４ｂに設けられた円筒部分の外側に隙間がほ
とんどないように嵌合する。
【００１７】図２は、図１の治具１０を用いた製造方法
の模式図である。この図において、（Ａ）は治具１０の
表面に繊維織物１を成形する工程から、更に成形した繊
維織物１の表面にＳｉＣマトリックス層を形成するＣＶ
Ｉ処理を行う工程までの図である。また、（Ｂ）は、そ
の後、ＰＩＰ処理前に基準セグメント１２ａ，１２ｂを
繊維織物２と一体のまま残して成形セグメント１４ａ，
１４ｂを取り外した状態の図である。機械加工はＣＶ
Ｉ、ＰＩＰ工程のいかなる段階で行ってもよい。なお、
成形セグメント１４ａ，１４ｂの取り外しは、ＣＶＩ処
理の完了後でも、その途中であってもよい。
の模式図である。この図において、（Ａ）は治具１０の
表面に繊維織物１を成形する工程から、更に成形した繊
維織物１の表面にＳｉＣマトリックス層を形成するＣＶ
Ｉ処理を行う工程までの図である。また、（Ｂ）は、そ
の後、ＰＩＰ処理前に基準セグメント１２ａ，１２ｂを
繊維織物２と一体のまま残して成形セグメント１４ａ，
１４ｂを取り外した状態の図である。機械加工はＣＶ
Ｉ、ＰＩＰ工程のいかなる段階で行ってもよい。なお、
成形セグメント１４ａ，１４ｂの取り外しは、ＣＶＩ処
理の完了後でも、その途中であってもよい。
【００１８】図２（Ａ）に示すように、セラミックス基
複合部材２の製品部分の外側に製品部分より大径の連結
部分２ａ，２ｂを準備し、この連結部分と治具１０の基
準セグメント１２ａ，１２ｂを連結するのがよい。ま
た、基準セグメント１２ａ，１２ｂに製品部分と同心で
かつこれより大径の貫通孔１３（この例では、基準セグ
メント１２ａ，１２ｂの内面１１ｂに相当する）を設
け、製品部分を成形するための成形セグメント１４ａ，
１４ｂをこの貫通孔を通して取り外せるように構成する
のがよい。
複合部材２の製品部分の外側に製品部分より大径の連結
部分２ａ，２ｂを準備し、この連結部分と治具１０の基
準セグメント１２ａ，１２ｂを連結するのがよい。ま
た、基準セグメント１２ａ，１２ｂに製品部分と同心で
かつこれより大径の貫通孔１３（この例では、基準セグ
メント１２ａ，１２ｂの内面１１ｂに相当する）を設
け、製品部分を成形するための成形セグメント１４ａ，
１４ｂをこの貫通孔を通して取り外せるように構成する
のがよい。
【００１９】更に、図１及び図２に示すように、基準セ
グメント１２ａ，１２ｂの表面に繊維織物１との連結強
度を高めるための溝１５ａ，１５ｂ及び突起物を設ける
のがよい。この溝１５ａ，１５ｂは、この例では、周方
向に１本のみであるが、複数本設けて、繊維織物１の繊
維（例えば織り糸をこの溝に嵌め込み、基準セグメント
１２ａ，１２ｂとセラミックス基複合部材２との連結／
一体化を強化するようになっている。なお、この部分の
基準セグメント１２ａ，１２ｂの表面に予め接着剤（例
えば、ＰＩＰ処理におけるポリマー溶液）を塗付して溝
１５ａ，１５ｂ及び突起物を省略してもよい。
グメント１２ａ，１２ｂの表面に繊維織物１との連結強
度を高めるための溝１５ａ，１５ｂ及び突起物を設ける
のがよい。この溝１５ａ，１５ｂは、この例では、周方
向に１本のみであるが、複数本設けて、繊維織物１の繊
維（例えば織り糸をこの溝に嵌め込み、基準セグメント
１２ａ，１２ｂとセラミックス基複合部材２との連結／
一体化を強化するようになっている。なお、この部分の
基準セグメント１２ａ，１２ｂの表面に予め接着剤（例
えば、ＰＩＰ処理におけるポリマー溶液）を塗付して溝
１５ａ，１５ｂ及び突起物を省略してもよい。
【００２０】上述した本発明の方法によれば、表面に繊
維織物１を成形する治具１０が基準面１１ａ，１１ｂを
有する基準セグメント１２ａ，１２ｂとその他の成形セ
グメント１４ａ，１４ｂの組合せからなる分割構造とな
っており、繊維織物１と治具１０がマトリックス含浸に
より接着してしまう前に基準セグメント１２ａ，１２ｂ
を繊維織物１と一体のまま残して成形セグメントを取り
外すので、基準セグメントと接触しない製品部分を従来
と同様に十分にマトリックス処理することができる。
維織物１を成形する治具１０が基準面１１ａ，１１ｂを
有する基準セグメント１２ａ，１２ｂとその他の成形セ
グメント１４ａ，１４ｂの組合せからなる分割構造とな
っており、繊維織物１と治具１０がマトリックス含浸に
より接着してしまう前に基準セグメント１２ａ，１２ｂ
を繊維織物１と一体のまま残して成形セグメントを取り
外すので、基準セグメントと接触しない製品部分を従来
と同様に十分にマトリックス処理することができる。
【００２１】また、機械加工時の半製品（セラミックス
基複合部材２）には、基準セグメント１２ａ，１２ｂが
残されているので、この基準セグメントの基準面１１
ａ，１１ｂを加工基準（軸心や基準面）とすることによ
り、治具上で決まっていた軸方向位置と軸心を保持する
ことができる。従って、この基準面を予め平滑な面とす
ることで、半製品表面の凹凸が大きい場合でも、加工基
準を正確に備えることができ、加工後の板厚の不均一化
をなくすことができ、かつ、形状精度の向上のみなら
ず、繊維の切断による強度低下を抑えることができる。
基複合部材２）には、基準セグメント１２ａ，１２ｂが
残されているので、この基準セグメントの基準面１１
ａ，１１ｂを加工基準（軸心や基準面）とすることによ
り、治具上で決まっていた軸方向位置と軸心を保持する
ことができる。従って、この基準面を予め平滑な面とす
ることで、半製品表面の凹凸が大きい場合でも、加工基
準を正確に備えることができ、加工後の板厚の不均一化
をなくすことができ、かつ、形状精度の向上のみなら
ず、繊維の切断による強度低下を抑えることができる。
【００２２】図３は、本発明の方法の実施例による精度
比較図である。この図において、横軸は製造したスラス
トチャンバの軸方向位置であり、縦軸は、板厚と形状の
公差を示している。この図から従来の方法による板厚公
差と形状公差は、いずれもほぼ±０．５ｍｍ以上にばら
ついており、目標とする±０．２５ｍｍ以内には到底達
していない。これに対して、本発明の方法による板厚公
差と形状公差は、ほぼ目標の±０．２５ｍｍ以内に収ま
っているのがわかる。
比較図である。この図において、横軸は製造したスラス
トチャンバの軸方向位置であり、縦軸は、板厚と形状の
公差を示している。この図から従来の方法による板厚公
差と形状公差は、いずれもほぼ±０．５ｍｍ以上にばら
ついており、目標とする±０．２５ｍｍ以内には到底達
していない。これに対して、本発明の方法による板厚公
差と形状公差は、ほぼ目標の±０．２５ｍｍ以内に収ま
っているのがわかる。
【００２３】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。例えば、上述の例では、スラスト
チャンバのような回転体が製品である場合について詳述
したが、本発明はこれに限定されず、任意の形状の燃料
配管、タービン翼、燃焼器、アフターバーナ部品等に適
用することができる。
されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更でき
ることは勿論である。例えば、上述の例では、スラスト
チャンバのような回転体が製品である場合について詳述
したが、本発明はこれに限定されず、任意の形状の燃料
配管、タービン翼、燃焼器、アフターバーナ部品等に適
用することができる。
【００２４】
【発明の効果】上述したように本発明の繊維強化複合部
材の製造方法およびその装置は、治具との貼付やこれに
よる破損のおそれなしに、機械加工時の加工基準（軸心
や基準面）を正確に備えることができ、これにより最終
製品の加工精度と歩留りを大幅に高めることができる、
等の優れた効果を有する。
材の製造方法およびその装置は、治具との貼付やこれに
よる破損のおそれなしに、機械加工時の加工基準（軸心
や基準面）を正確に備えることができ、これにより最終
製品の加工精度と歩留りを大幅に高めることができる、
等の優れた効果を有する。
【図１】本発明の製造装置を構成する治具の構成図であ
る。
る。
【図２】図１の治具を用いた製造方法の模式図である。
【図３】本発明の方法の実施例による精度比較図であ
る。
る。
【図４】本発明を適用するＣＭＣの製造方法の模式図で
ある。
ある。
【図５】ブレード織りの模式図である。
【図６】従来の製造方法における加工基準の模式図であ
る。
る。
１ 繊維織物、２ セラミックス基複合部材、２ａ，２
ｂ 連結部分、１０ 治具、１１ａ，１１ｂ 基準面、
１２ａ，１２ｂ 基準セグメント、１３ 貫通孔、１４
ａ，１４ｂ 成形セグメント、１５ａ，１５ｂ 溝、１
６ 連結ロッド、１７ ナット
ｂ 連結部分、１０ 治具、１１ａ，１１ｂ 基準面、
１２ａ，１２ｂ 基準セグメント、１３ 貫通孔、１４
ａ，１４ｂ 成形セグメント、１５ａ，１５ｂ 溝、１
６ 連結ロッド、１７ ナット
Claims (6)
- 【請求項１】 治具の表面に繊維織物を成形し、成形し
た繊維織物にマトリックスを含浸させ、前記治具の一部
を繊維織物と一体のまま残して治具を取り外す、ことを
特徴とする繊維強化複合部材の製造方法。 - 【請求項２】 前記治具の繊維織物と一体のまま残され
た部分を基準面として機械加工する、ことを特徴とする
請求項１に記載の繊維強化複合部材の製造方法。 - 【請求項３】 前記繊維織物は製品寸法よりも長く成形
される、ことを特徴とする請求項１または２に記載の繊
維強化複合部材の製造方法。 - 【請求項４】 治具の表面に繊維織物を成形し、成形し
た繊維織物にマトリックスを含浸させる繊維強化複合部
材の製造装置において、 前記治具は繊維強化複合部材の製品寸法よりも長く形成
されている、ことを特徴とする繊維強化複合部材の製造
装置。 - 【請求項５】 前記治具の繊維強化複合部材の製品寸法
よりもはみ出した部分は、端に向かって拡径する部分を
有し、該拡径部分は製品寸法端部の外径より大きい径を
有する環状部分と残りの部分とに分離できるように構成
されている、ことを特徴とする請求項４に記載の繊維強
化複合部材の製造装置。 - 【請求項６】 前記環状部分の表面には前記繊維織物と
絡み付く溝または突起が形成されている、ことを特徴と
する請求項４または５に記載の繊維強化複合部材の製造
装置。
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| JP2000015248A JP4446135B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 繊維強化複合部材の製造方法およびその装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2000015248A JP4446135B2 (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 繊維強化複合部材の製造方法およびその装置 |
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| JP2003073176A (ja) * | 2001-08-30 | 2003-03-12 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | セラミックス複合材料の製造方法 |
| WO2011059064A1 (ja) | 2009-11-13 | 2011-05-19 | 株式会社Ihi | 翼の製造方法 |
| JP2012035331A (ja) * | 2010-08-03 | 2012-02-23 | Denso Corp | パワートレイン製品の製造方法 |
| JP2013256402A (ja) * | 2012-06-12 | 2013-12-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | セラミックス複合材料部品の製造方法 |
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| PL1740899T3 (pl) * | 2004-04-27 | 2013-05-31 | Materials And Electrochemical Res Corporation | Lufa broni i sposób wytwarzania |
| FR2963063B1 (fr) * | 2010-07-26 | 2015-11-27 | Snecma | Chambre de combustion munie d'un element tubulaire |
| US8834147B2 (en) * | 2011-05-24 | 2014-09-16 | Lockheed Martin Corporation | Mechanically collapsible shell for long cylinder production |
| DE102014217042A1 (de) * | 2014-08-27 | 2016-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Hohlbauteils aus faserverstärktem Kunststoff |
| US11867067B2 (en) | 2022-06-03 | 2024-01-09 | Rtx Corporation | Engine article with ceramic insert and method therefor |
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2000
- 2000-01-25 JP JP2000015248A patent/JP4446135B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-01-19 CA CA002331438A patent/CA2331438C/en not_active Expired - Fee Related
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- 2001-01-19 EP EP01101295A patent/EP1120230B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-01-22 US US09/765,688 patent/US6610227B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-07 US US10/382,913 patent/US7018480B2/en not_active Expired - Lifetime
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| US20010009694A1 (en) | 2001-07-26 |
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