JP2004181758A - Molding tool for composite material - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合材の成形治具に関し、特に、航空機の主翼等に適用される複合材製補強材を成形するための複合材の成形治具に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、航空機の主翼や尾翼を補強するための補強材を、繊維強化樹脂製の複合材によって製造する技術が種々提案されている。
【0003】
例えば、金属等の高剛性材料からなる上型及び下型を用いて所定形状のキャビティを形成し、このキャビティに所定の強化繊維織物を配置し、溶融樹脂を加圧によってキャビティに導入して強化繊維織物に含浸させ、この強化繊維織物を加熱硬化させて複合材を製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
また、金属等の高剛性材料からなる下型の上に所定の強化繊維織物を配置し、この強化繊維織物を、耐熱性を有する柔軟材料からなる上型で被覆し、これら上型及び下型によって囲まれた空間に溶融樹脂を導入して強化繊維織物に含浸させ、この強化繊維織物を加熱硬化させて複合材補強板を製造する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開平4−332627号公報(第1頁、第1図)
【特許文献2】
特開2002−187599号公報(第3頁、第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記した特許文献1に記載の方法で使用される上型及び下型(以下、「第1従来治具」という)は、金属等の高剛性材料からなるため、キャビティの形状(曲がり具合や捩れ具合等)を変更することができず、1組の第1従来治具からは1種類の形状を有する部品しか成形できないこととなる。このため、翼構造の補強材のように類似断面形状を有する部品を多数成形するためには、成形する部品の種類と同数の第1従来治具を準備する必要があり、治具開発費・製作費が格段に嵩むという問題があった。
【0007】
また、第1従来治具は、金属等の高剛性材料からなるため重量が大きいので、治具取り回しのために多くの人手(労力)や時間を要するという問題があった。さらに、翼構造の補強材のように類似断面形状を有する部品を多数成形するために多数の第1従来治具を準備した場合には、治具を設置・保管するための広いスペースが必要となるという問題もあった。
【0008】
一方、前記した特許文献2に記載の方法で使用される上型及び下型(以下、「第2従来治具」という)においても、下型が金属等の高剛性材料からなるため、この下型の形状(曲がり具合や捩れ具合等)を変更することができない。このため、第1従来治具を使用した場合と同様に、成形する部品の種類毎に第2従来治具を準備する必要があり、治具開発費・製作費が嵩むという問題があった。
【0009】
また、第2従来治具の下型は、金属等の高剛性材料からなるため重量が大きいので、第1従来治具を使用した場合と同様に、治具取り回しのために多くの人手(労力)や時間を要するという問題があった。さらに、翼構造の補強材のように類似断面形状を有する部品を多数成形するために多数の第2従来治具を準備した場合には、第1従来治具を使用した場合と同様に、治具設置・保管のために広いスペースが必要となるという問題もあった。
【0010】
本発明の課題は、複合材の成形治具において、治具開発費・製作費の削減、取り回しに要する労力・時間の削減、及び、治具設置・保管に要するスペースの節減を一挙に実現させることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、所定形状のキャビティを形成する上型及び下型を備え、前記キャビティに溶融樹脂を導入して所定の強化繊維織物に含浸させ、この溶融樹脂を加熱硬化させて複合材を成形する複合材の成形治具において、前記上型及び前記下型が耐熱性ゴムから構成されるとともに、前記下型を変形させる下型変形機構を備えることを特徴とする。
【0012】
請求項1に記載の発明によれば、上型及び下型がゴム材料から構成されており、下型変形機構によって下型を変形させることによって、上型及び下型によって形成されるキャビティの形状(曲がり具合や捩れ具合等)を変更することができる。従って、翼構造の補強材のように類似断面形状を有する多数の部品を、一組の上型及び下型を用いて成形することができる。この結果、多数の治具を準備する必要がないので、治具開発費・製作費を大幅に削減することができる。
【0013】
また、請求項1に記載の発明によれば、治具重量の大半を占める上型及び下型が、金属等の高剛性材料でなくゴム材料から構成されているため、治具重量の格段の軽量化を達成することができる。従って、治具取り回しに要する労力や時間を大幅に削減することができる。さらに、翼構造の補強材のように類似断面形状を有する多数の部品を、一組の上型及び下型を用いて成形することができるので、多数の治具を準備する必要がなく、治具設置・保管に要するスペースを節減することができる。
【0014】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の複合材の成形治具において、前記下型変形機構は、前記下型の複数の箇所に一定方向に延在するように固定された下型支持金具と、前記下型の下方に離間して固定されて前記下型を支持するベースと、を有し、前記ベースの面に対する前記下型支持金具の傾斜角を変更させることを特徴とする。
【0015】
請求項2に記載の発明によれば、下型変形機構は、下型の複数の箇所に一定方向に延在するように固定された下型支持金具と、下型の下方に離間して固定されて下型を支持するベースと、を有し、このベースの面に対する下型支持金具の傾斜角を変更させるように機能する。従って、下型の曲がり具合や捩れ具合を所定の態様で変更することができ、上型及び下型から形成されるキャビティの形状を所定の態様で変更することができる。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の複合材の成形治具において、前記下型変形機構は、前記下型の複数の箇所に一定方向に延在するように固定された下型支持金具と、前記下型の下方に離間して固定されて前記下型を支持するベースと、一端部が前記下型支持金具に他端部が前記ベースに各々取り付けられ、前記下型支持金具と前記ベースとの間の距離を変更する少なくとも2本の支柱と、を有することを特徴とする。
【0017】
請求項3に記載の発明によれば、下型変形機構は、下型の複数の箇所に一定方向に延在するように固定された下型支持金具と、下型の下方に離間して固定されて下型を支持するベースと、一端部が下型支持金具に他端部がベースに各々取り付けられ、下型支持金具とベースとの間の距離を変更する少なくとも2本の支柱と、を有して構成されている。
【0018】
従って、下型支持金具を介して支柱に取り付けられた下型の所定の部分を、ベースに対して離隔又は近接する方向に移動させることができる。この結果、下型の曲がり具合や捩れ具合を所定の態様で変更することができ、上型及び下型から形成されるキャビティの形状を所定の態様で変更することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【0020】
本実施の形態においては、航空機の複合材製主翼補強材であるハット型断面を有するストリンガSを成形する複合材の成形治具1について説明することとする。図1は、本実施の形態に係る成形治具1の外観を示す斜視図であり、図2は、図1に示した成形治具1の上型2及び下型3によってキャビティCを形成した状態を示す断面図である。
【0021】
まず、本実施の形態に係る成形治具1の構成を説明する。成形治具1は、図1及び図2に示すように、上型2、下型3、下型支持金具4、支柱5、型支持台6、ベース7等を備えて構成されている。
【0022】
上型2と下型3とは、対になって、ハット型断面を有する長尺のキャビティCを形成する。上型2は、図1及び図2に示すように、長方形の平板を基板としており、その幅方向(短手方向)中央部を上方に突出させて、長手方向に延在する略矩形断面の溝21を形成したものである。溝21の両縁部付近には、製作するストリンガSの厚さと同一寸法の段部22が形成されている。
【0023】
上型2は、ストリンガSの成形時の加熱に耐える耐熱性を有するゴム材料で構成され、下型3が所定の態様で変形した場合にその変形に追従して気密性を保つ。本実施の形態においては、上型2をフッ素ゴムから構成している。なお、上型2を、耐熱性及び追従性に優れる軟質の材料、例えば、シリコンシートやバギングフィルムで構成することもできる。
【0024】
下型3は、図1及び図2に示すように、長方形の平板を基板としており、その幅方向(短手方向)中央部に、長手方向に延在する略矩形断面の凸部31を形成したものである。下型3の凸部31が上型2の溝21に収納されることにより、キャビティCが形成される。
【0025】
下型3は、ストリンガSの成形時の加熱に耐える耐熱性を有する材料で構成され、下型支持金具4、支柱5、ベース7等から構成される下型変形機構によって所定の態様で変形可能とされる。本実施の形態においては、下型3をフッ素ゴムから構成している。なお、本実施の形態においては、図2に示すように、ステンレスワイヤやアラミド繊維製のワイヤからなる梁32を、下型3の内部に長手方向に延在させて複数埋設して、下型3を変形させる際に局所的なうねりが生じるのを阻止している。
【0026】
また、下型3には、図1及び図2に示すようにシール溝33が設けられており、このシール溝33にOリング34を埋設させた状態で下型3の上に上型2を配置して押圧することにより、キャビティCの気密性を保つことができる。なお、上型2としてバギングフィルムを採用する場合には、耐熱性のあるシーラントをOリング34に代えて使用することもできる。
【0027】
また、図示していないが、上型2又は下型3の適所には、キャビティCに溶融樹脂を導入するための樹脂導入口と、キャビティCから空気や溶融樹脂を排出するための排出口と、が設けられている。樹脂導入口から溶融樹脂をキャビティCに導入するとともに余分な樹脂を排出口から排出して、キャビティCに溶融樹脂を充填することができる。また、図示していないが、排出口は真空ポンプに接続され、上型2と下型3との間に所定の真空圧を作用させることにより、上型2を下型3に固定する。
【0028】
下型支持金具4は、下型3の長手方向に沿って所定距離を隔てた複数の位置(本実施の形態では5箇所:図1参照)に、幅方向(短手方向)に延在するように並べられて配置され、下型3の下部に接着又は機械的手段によって固定された長尺柱状部材であり、下型3を下方から支持する。
【0029】
下型支持金具4は、ストリンガS成形時の外力に耐え得るアルミ等の金属材料から調製されており、スフェリカルベアリング51を介して、支柱5の上端に枢動可能に結合されている(図2参照)。なお、下型支持金具4に、前記した樹脂導入口や排出口に連通する通路を設け、下型支持金具4を介してキャビティCに溶融樹脂を導入したり、キャビティCから溶融樹脂を排出したりすることもできる。
【0030】
支柱5は、下型支持金具4と、ベース7上に固定した型支持台6と、を連結する棒状部材であり、下型支持金具4の各々の下方に2本ずつ取り付けられている(図1参照)。支柱5は、耐熱性を有するとともに、上型2、下型3、下型支持金具4等を下方から支持するための剛性を有する金属等の材料から調製されている。
【0031】
支柱5の上端部には、下型支持金具4との結合部分であるスフェリカルベアリング51が設けられており、下型支持金具4は、支柱5の上端部にスフェリカルベアリング51を介して枢動自在に結合される。
【0032】
支柱5の下端部には、型支持台6との結合部分である雄ネジ52が設けられている。支柱5の雄ネジ52を、型支持台6に穿設された雌ネジ62に螺合することにより、支柱5を型支持台6に固定することができる。そして、支柱5を回転させることにより、支柱5の下端部(の雄ネジ52)を型支持台6(の雌ネジ62)に対して上下に移動させて、下型支持金具4とベース7との間の距離を変更することができる。このように下型支持金具4とベース7との間の距離を変更することにより、ベース7の面に対する下型支持金具4の傾斜角が変更される。
【0033】
なお、支柱5を、外筒と、この外筒に抜出可能に挿入された内筒と、内筒を外筒に対して挿入方向・抜出方向に駆動する所定のアクチュエータと、から構成して、伸縮自在な伸縮式支柱とすることもできる。
【0034】
型支持台6は、ベース7にボルト61によって固定された長尺板状部材であり、支柱5の下端部が固定されている。型支持台6は、ベース7上でスライドさせてその固定位置を変更することができる。本実施の形態においては、下型支持金具4の個数に対応させて、型支持台6を5個設けている(図1参照)。
【0035】
ベース7は、ストリンガSを成形する所定の場所に配置・固定された平板状部材である。ベースは、支柱5を上下に移動させて下型支持金具4を傾斜させる際に、型支持台6と協働したり変形したりすることなく、所望の傾斜を下型支持金具4に与えて保持するような剛性を有している。
【0036】
以上説明した下型支持金具4と、支柱5と、型支持台6と、雄ネジ52及び雌ネジ62(機械的手段)と、ベース7と、によって、本発明における下型変形機構が構成される。また、下型支持金具4と、外筒、内筒及び所定のアクチュエータから構成された伸縮式支柱と、型支持台6と、ベース7と、によって下型変形機構を構成することもできる。
【0037】
次に、本実施の形態に係る複合材の成形治具1を用いて、ストリンガSを成形する手順について説明する。
【0038】
まず、下型3の上方に、ストリンガS成形用の強化繊維織物を配置し、この強化繊維織物の上方に上型2を配置することにより、この強化繊維織物をキャビティC内に収納する。次いで、前記した樹脂導入口を閉鎖し、真空ポンプを作動させて前記した排出口から空気を排出して真空圧を上型2と下型3の間に作用させ、上型2を下型3に固定する。次いで、前記した樹脂導入口を開放し、真空引きによってキャビティCに溶融樹脂を導入し、この溶融樹脂をストリンガS成形用の強化繊維織物に含浸させる。その後、真空引きしながら、この強化繊維織物に含浸させた溶融樹脂を加熱して硬化させることにより、ハット型断面を有する長尺のストリンガSを成形する(図1参照)。
【0039】
以上説明した実施の形態に係る複合材の成形治具1においては、上型2及び下型3が可撓性を有するフッ素ゴムから構成されており、下型変形機構によって下型3を変形させることによって、上型2及び下型3によって形成されるキャビティCの形状(曲がり具合や捩れ具合)を変更することができる。従って、類似断面形状を有する多数のストリンガSを、一組の上型2及び下型3を用いて成形することができる。この結果、多数の治具を準備する必要がないので、治具開発費・製作費を大幅に削減することができる。
【0040】
また、本実施の形態に係る複合材の成形治具1においては、上型2及び下型3が金属でなくフッ素ゴムから構成されているため、治具重量の格段の軽量化を達成することができる。従って、治具取り回しに要する労力や時間を大幅に削減することができる。さらに、類似断面形状を有する多数のストリンガSを、一組の上型2及び下型3を用いて成形することができるので、多数の治具を準備する必要がなく、治具設置・保管に要するスペースを節減することができる。
【0041】
また、本実施の形態に係る複合材の成形治具1においては、下型3の所定の部分に固定された下型支持金具4と、下型3の下方に固定されたベース7と、ベース7に固定された型支持台6と、上端部が下型支持金具4に下端部が雄ネジ52及び雌ネジ62(機械的手段)を介して型支持台6に各々取り付けられた支柱5と、を有し、雄ネジ52及び雌ネジ62は、支柱5の下端部を型支持台6に対して離隔又は近接させる方向に移動させるように機能する。
【0042】
従って、これら雄ネジ52及び雌ネジ62によって、下型支持金具4を介して支柱5に取り付けられた下型3の所定の部分を、ベース7に対して離隔又は近接する方向に移動させて、ベース7の面に対する下型支持金具4の傾斜角を変更させることができる。この結果、下型3の曲がり具合や捩れ具合を所定の態様で変更することができ、上型2及び下型3から形成されるキャビティCの形状を所定の態様で変更することができる。
【0043】
なお、本実施の形態に係る複合材の成形治具1によって、ストリンガSの曲がり具合をR(曲率半径)60〜70m程度変更することができるとともに、ストリンガSの捩れ具合を1°/m程度変更することができる。
【0044】
なお、本実施の形態に係る複合材の成形治具1で採用した支柱5に代えて、外筒、内筒及び所定のアクチュエータから構成された伸縮式支柱を採用した場合には、この伸縮式支柱を伸縮させることによって、ベース7の面に対する下型支持金具4の傾斜角を変更させることができる。この結果、下型3の曲がり具合や捩れ具合を所定の態様で変更することができ、上型2及び下型3から形成されるキャビティCの形状を所定の態様で変更することができる。
【0045】
また、本実施の形態においては、ハット型断面を有するストリンガSを成形する複合材の成形治具1を示したが、本発明に係る成形治具の形状はこれに限定されるものではなく、T字型断面、H字型断面、U字型断面等を有するストリンガを成形するものでもよい。
【0046】
また、本実施の形態に係る複合材の成形治具1においては、下型支持金具4を5個、支柱5を10本、型支持台6を5個、各々設けたが、これらの個数は特に限定されるものではなく、下型3の大きさ(下面の面積)や重量に応じて適宜決めることができる。
【0047】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、上型及び下型が耐熱性を有するゴム材料から構成されており、下型変形機構によって下型を変形させることで、上型及び下型から形成されるキャビティの形状(曲がり具合や捩れ具合等)を変更することができる。この結果、類似断面形状を有する多数の部品を一組の上型及び下型を用いて成形することができるので、治具開発費・製作費を大幅に削減することができる。
【0048】
また、請求項1に記載の発明によれば、上型及び下型がゴム材料から構成されているため、治具重量の格段の軽量化を達成することができ、治具取り回しに要する労力や時間を大幅に削減することができる。さらに、類似断面形状を有する多数の部品を一組の上型及び下型を用いて成形することができるので、治具設置・保管に要するスペースを節減することができる。
【0049】
請求項2に記載の発明によれば、下型変形機構は、下型支持金具及びベースを有し、このベースの面に対する下型支持金具の傾斜角を変更させることができる。従って、下型の曲がり具合や捩れ具合を所定の態様で変更することができ、上型及び下型から形成されるキャビティの形状を所定の態様で変更することができる。
【0050】
請求項3に記載の発明によれば、下型変形機構は、下型支持金具と、ベースと、一端部が下型支持金具に他端部がベースに各々取り付けられ、下型支持金具とベースとの間の距離を変更する少なくとも2本の支柱と、を有して構成されているので、下型支持金具を介して支柱に取り付けられた下型の所定の部分を、ベースに対して離隔又は近接する方向に移動させることができる。この結果、下型の曲がり具合や捩れ具合を所定の態様で変更することができ、上型及び下型から形成されるキャビティの形状を所定の態様で変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る複合材の成形治具の外観を示す斜視図である。
【図2】図1に示した複合材の成形治具の上型及び下型によってキャビティを形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 複合材の成形治具
2 上型
3 下型
4 下型支持金具(下型変形機構)
5 支柱(下型変形機構)
6 型支持台
7 ベース(下型変形機構)
21 溝
22 段部
31 凸部
32 梁
33 シール溝
34 Oリング
51 スフェリカルベアリング
52 雄ネジ
62 雌ネジ
C キャビティ
S ストリンガ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite material forming jig, and more particularly to a composite material forming jig for forming a composite reinforcing material applied to a main wing of an aircraft or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, various techniques for manufacturing a reinforcing material for reinforcing a main wing or a tail wing of an aircraft using a composite material made of fiber reinforced resin have been proposed.
[0003]
For example, a cavity having a predetermined shape is formed using an upper mold and a lower mold made of a high-rigidity material such as a metal, and a predetermined reinforcing fiber fabric is arranged in the cavity, and molten resin is introduced into the cavity by pressurization to strengthen the cavity. A method has been proposed in which a fiber woven fabric is impregnated, and the reinforcing fiber woven fabric is cured by heating to produce a composite material (for example, see Patent Document 1).
[0004]
Also, a predetermined reinforcing fiber woven fabric is placed on a lower die made of a high-rigidity material such as metal, and the reinforced fiber woven fabric is covered with an upper die made of a heat-resistant flexible material. A method has been proposed in which a molten resin is introduced into a space surrounded by a reinforcing fiber woven fabric to impregnate the reinforced fiber woven fabric, and the reinforced fiber woven fabric is cured by heating to produce a composite reinforcing plate (for example, see Patent Document 2). .
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-4-332627 (page 1, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-2002-187599 (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the upper mold and the lower mold (hereinafter, referred to as "first conventional jig") used in the method described in Patent Document 1 are made of a highly rigid material such as metal, the shape of the cavity (the degree of bending). And the degree of twist) cannot be changed, and only one component having one type of shape can be formed from one set of the first conventional jig. For this reason, in order to form a large number of parts having a similar cross-sectional shape, such as a reinforcing material of a wing structure, it is necessary to prepare the same number of the first conventional jigs as the types of the parts to be formed. There was a problem that the production cost was significantly increased.
[0007]
In addition, the first conventional jig is made of a highly rigid material such as metal, so that it has a large weight. Therefore, there is a problem that it takes a lot of manpower (labor) and time to manage the jig. Furthermore, when a large number of first conventional jigs are prepared for molding a large number of parts having similar cross-sectional shapes such as reinforcing members of a wing structure, a large space for installing and storing the jigs is required. There was also the problem of becoming.
[0008]
On the other hand, in the upper die and the lower die (hereinafter, referred to as “second conventional jig”) used in the method described in
[0009]
Further, since the lower mold of the second conventional jig is made of a highly rigid material such as a metal and thus has a large weight, as with the case of using the first conventional jig, a lot of manpower (labor) is required for manipulating the jig. ) And time-consuming. Further, when a large number of second conventional jigs are prepared for molding a large number of components having similar cross-sectional shapes such as wing structure reinforcing members, similarly to the case of using the first conventional jig, the second conventional jig is used. There is also a problem that a large space is required for installing and storing the tools.
[0010]
An object of the present invention is to achieve at once a reduction in jig development costs and manufacturing costs, a reduction in labor and time required for handling, and a reduction in space required for jig installation and storage in a composite material forming jig. That is.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 includes an upper mold and a lower mold that form a cavity having a predetermined shape, and a molten resin is introduced into the cavity to impregnate a predetermined reinforcing fiber fabric. In a composite molding jig that heats and cures the molten resin to form a composite material, the upper mold and the lower mold are made of heat-resistant rubber, and a lower mold deformation mechanism that deforms the lower mold is provided. It is characterized by having.
[0012]
According to the first aspect of the invention, the upper mold and the lower mold are made of a rubber material, and the shape of the cavity formed by the upper mold and the lower mold by deforming the lower mold by the lower mold deformation mechanism. (The degree of bending, the degree of twist, etc.) can be changed. Therefore, a large number of parts having a similar cross-sectional shape, such as a reinforcing member of a wing structure, can be formed using a pair of upper and lower dies. As a result, since it is not necessary to prepare a large number of jigs, it is possible to greatly reduce jig development costs and manufacturing costs.
[0013]
According to the first aspect of the present invention, the upper mold and the lower mold that occupy most of the weight of the jig are made of a rubber material instead of a high-rigidity material such as a metal. Lightening can be achieved. Therefore, labor and time required for jig management can be significantly reduced. Furthermore, since a large number of components having similar cross-sectional shapes, such as wing structure reinforcing members, can be formed using a pair of upper and lower dies, there is no need to prepare a large number of jigs. The space required for fixture installation and storage can be reduced.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the composite material forming jig according to the first aspect, the lower mold deformation mechanism is fixed to a plurality of locations of the lower mold so as to extend in a certain direction. A mold support fitting, and a base fixed below and separated from the lower mold to support the lower mold, wherein an inclination angle of the lower mold support fixture with respect to a surface of the base is changed. I do.
[0015]
According to the second aspect of the present invention, the lower mold deforming mechanism is fixed to a plurality of portions of the lower mold so as to extend in a certain direction, and is separated from and below the lower mold. And a base that supports the lower mold, and functions to change the inclination angle of the lower mold supporting bracket with respect to the surface of the base. Therefore, the degree of bending or twisting of the lower mold can be changed in a predetermined manner, and the shape of the cavity formed by the upper mold and the lower mold can be changed in a predetermined manner.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the composite material forming jig of the first aspect, the lower mold deforming mechanism is fixed to a plurality of locations of the lower mold so as to extend in a certain direction. A mold support fitting, a base fixed below and separated from the lower mold to support the lower mold, and one end attached to the lower mold support and the other end attached to the base; At least two columns for changing the distance between the metal fitting and the base are provided.
[0017]
According to the third aspect of the present invention, the lower mold deforming mechanism is fixed to the lower mold supporting bracket fixed to a plurality of locations of the lower mold so as to extend in a predetermined direction, and is fixed to the lower mold at a distance below the lower mold. A base for supporting the lower mold, and at least two struts each having one end attached to the lower mold support and the other end attached to the base, and changing a distance between the lower mold support and the base. It is configured to have.
[0018]
Therefore, a predetermined portion of the lower die attached to the support via the lower die support bracket can be moved in a direction away from or approaching the base. As a result, the degree of bending or twisting of the lower mold can be changed in a predetermined manner, and the shape of the cavity formed by the upper mold and the lower mold can be changed in a predetermined manner.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
In the present embodiment, a composite molding jig 1 for molding a stringer S having a hat-shaped cross section, which is a composite main wing reinforcement for an aircraft, will be described. FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a molding jig 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 shows a cavity C formed by an
[0021]
First, the configuration of the molding jig 1 according to the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the molding jig 1 includes an
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
Although not shown, a resin inlet for introducing molten resin into the cavity C and an outlet for discharging air or molten resin from the cavity C are provided at appropriate places of the
[0028]
The
[0029]
The lower
[0030]
The
[0031]
At the upper end of the
[0032]
At the lower end of the
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
The base 7 is a flat member arranged and fixed at a predetermined place where the stringer S is formed. The base imparts a desired inclination to the
[0036]
The
[0037]
Next, a procedure for forming the stringer S using the composite material forming jig 1 according to the present embodiment will be described.
[0038]
First, a reinforcing fiber fabric for forming the stringer S is arranged above the
[0039]
In the composite material forming jig 1 according to the embodiment described above, the
[0040]
Further, in the composite material forming jig 1 according to the present embodiment, since the
[0041]
Further, in the composite material forming jig 1 according to the present embodiment, a lower
[0042]
Therefore, by the
[0043]
The bending degree of the stringer S can be changed by R (curvature radius) by about 60 to 70 m and the twisting degree of the stringer S can be changed by about 1 ° / m by the composite material forming jig 1 according to the present embodiment. Can be changed.
[0044]
When a telescopic column composed of an outer cylinder, an inner cylinder and a predetermined actuator is employed instead of the
[0045]
Further, in the present embodiment, the forming jig 1 of the composite material for forming the stringer S having the hat-shaped cross section has been described, but the shape of the forming jig according to the present invention is not limited to this. A stringer having a T-shaped cross section, an H-shaped cross section, a U-shaped cross section, or the like may be formed.
[0046]
In the composite material forming jig 1 according to the present embodiment, five lower
[0047]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the upper mold and the lower mold are made of a rubber material having heat resistance, and are formed from the upper mold and the lower mold by deforming the lower mold by the lower mold deformation mechanism. The shape of the cavity (the degree of bending, the degree of twist, etc.) can be changed. As a result, a large number of components having similar cross-sectional shapes can be formed using a pair of upper and lower dies, so that jig development costs and manufacturing costs can be significantly reduced.
[0048]
According to the first aspect of the present invention, since the upper mold and the lower mold are made of a rubber material, the weight of the jig can be significantly reduced, and the labor required for manipulating the jig can be reduced. Time can be greatly reduced. Furthermore, since a large number of components having similar cross-sectional shapes can be formed using a pair of upper and lower dies, the space required for installing and storing the jig can be reduced.
[0049]
According to the second aspect of the present invention, the lower mold deformation mechanism has the lower mold support and the base, and can change the inclination angle of the lower mold support relative to the surface of the base. Therefore, the degree of bending or twisting of the lower mold can be changed in a predetermined manner, and the shape of the cavity formed by the upper mold and the lower mold can be changed in a predetermined manner.
[0050]
According to the third aspect of the present invention, the lower mold deformation mechanism includes a lower mold support, a base, and one end attached to the lower mold support and the other end attached to the base. And at least two struts for changing the distance between the base and the base, so that a predetermined portion of the lower mold attached to the struts via the lower mold support bracket is separated from the base. Alternatively, it can be moved in the approaching direction. As a result, the degree of bending or twisting of the lower mold can be changed in a predetermined manner, and the shape of the cavity formed by the upper mold and the lower mold can be changed in a predetermined manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a jig for forming a composite material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a cavity is formed by an upper mold and a lower mold of the molding jig of the composite material shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 Composite
5 props (lower deformation mechanism)
6 Mold support 7 Base (Lower mold deformation mechanism)
21
Claims (3)
前記上型及び前記下型が耐熱性ゴムから構成されるとともに、前記下型を変形させる下型変形機構を備えることを特徴とする複合材の成形治具。An upper mold and a lower mold that form a cavity having a predetermined shape are provided. A molten resin is introduced into the cavity to be impregnated with a predetermined reinforcing fiber fabric, and the molten resin is heated and cured to form a composite material. In the jig,
A molding jig for a composite material, wherein the upper mold and the lower mold are made of heat-resistant rubber, and a lower mold deformation mechanism for deforming the lower mold is provided.
前記下型の複数の箇所に一定方向に延在するように固定された下型支持金具と、
前記下型の下方に離間して固定されて前記下型を支持するベースと、を有し、前記ベースの面に対する前記下型支持金具の傾斜角を変更させることを特徴とする請求項1に記載の複合材の成形治具。The lower mold deformation mechanism,
A lower mold support bracket fixed to extend in a fixed direction at a plurality of locations of the lower mold,
A base fixed to the lower die and spaced apart from the lower die to support the lower die, wherein an inclination angle of the lower die supporting bracket with respect to a surface of the base is changed. A molding jig for the composite material described above.
前記下型の複数の箇所に一定方向に延在するように固定された下型支持金具と、
前記下型の下方に離間して固定されて前記下型を支持するベースと、
一端部が前記下型支持金具に他端部が前記ベースに各々取り付けられ、前記下型支持金具と前記ベースとの間の距離を変更する少なくとも2本の支柱と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の複合材の成形治具。The lower mold deformation mechanism,
A lower mold support bracket fixed to extend in a fixed direction at a plurality of locations of the lower mold,
A base that is fixed to be spaced apart below the lower mold and supports the lower mold;
At least two columns, one end of which is attached to the lower mold support and the other end of which is attached to the base, and which changes the distance between the lower mold support and the base;
The molding jig for a composite material according to claim 1, comprising:
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