JP2006247867A - Frp honeycomb structure and its manufacturing method - Google Patents

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Yasuhiko Kubota
安彦 久保田
Makoto Hayashi
誠 林
Eiki Tsushima
栄樹 津島
Michiyasu Toriyama
倫靖 鳥山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an FRP honeycomb structure which is a structure for a foundation structure material having rigidity and compression strength while achieving weight reduction. <P>SOLUTION: The FRP honeycomb structure is constituted by gathering a plurality of FRP core units CU, of which the cross sections have the same shape, in a state that the respective outside surfaces 11 of the FRP core units CU are butted to each other and subjecting them to curing treatment using a resin material. The manufacturing method of this FRP honeycomb structure comprises a core unit molding process for forming an FRP composition layer to the periphery of a core member having a polygonal cross-sectional shape to impregnate the same with the resin material and curing the impregnated layer to mold the core unit, and a honeycomb structure molding process for gathering the core units so that the outside surfaces of them a butted to each other to impregnate them with the resin material and curing the impregnated core units to mold the honeycomb structure. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、炭素繊維等のFRP用繊維素材をブレイディング処理してなる繊維強化プラスチック(fiber reinforced plastics:以下、FRPという)製のハニカム構造体およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a honeycomb structure made of fiber reinforced plastics (hereinafter referred to as FRP) obtained by braiding a fiber material for FRP such as carbon fiber and a method for manufacturing the same.

周知のように、複合材を適応する上で、軽量化を図りながら、剛性並びに圧縮強度を得るためにハニカム構造化したハニカム構造体が利用されている。従来のハニカム構造体としては、例えば、特許文献1に開示されているもののように、FRP板をサンドイッチ構造に構成したものが知られている。 As is well known, a honeycomb structure having a honeycomb structure is used in order to obtain rigidity and compression strength while reducing the weight when adapting a composite material. As a conventional honeycomb structure, for example, a structure in which an FRP plate is configured in a sandwich structure, as disclosed in Patent Document 1, is known.

このような構造体におけるFRPは、炭素繊維あるいはガラス繊維などの繊維素材を種々のプラスチックのマトリックスでかためて成形した複合材料であり、軽量で且つ強度が高いという特性を有するFRP組成物構造材として開発されており、多産業分野において利用されてきている。このFRP組成物は、炭素繊維あるいはガラス繊維などの繊維素材をブレイダー装置にセットし、ブレイディング処理によってマンドレルのまわりに複数層の組織体として組成される。この複数層に組成されたFRP組織体によってプリフォームを成形する場合、当該FRP組織体に樹脂材を含浸ないしは付着させた後、加熱加圧処理によって硬化、成形を行う。その後、マンドレルを抜き取って、成形品を得ている。 FRP in such a structure is a composite material in which a fiber material such as carbon fiber or glass fiber is molded with a matrix of various plastics, and is a lightweight FRP composition structure material having characteristics of high strength And has been used in many industrial fields. This FRP composition is composed as a multi-layered structure around a mandrel by setting a fiber material such as carbon fiber or glass fiber in a braider device and braiding. When a preform is formed using the FRP structure formed in a plurality of layers, a resin material is impregnated or adhered to the FRP structure, and then cured and formed by heat and pressure treatment. Thereafter, the mandrel is extracted to obtain a molded product.

従来の例になるFRPハニカム構造体は、特許文献1における図1並びに図2に示されるもののように、FRP製の母材シート9を、ギヤ12およびラック13からなるコルゲート成形装置10に導入して波板11を形成し、この波板11と平板14とを交互に重ね合わせ状に接合してハニカム構造体に仕上げるというものであった。 In the conventional FRP honeycomb structure, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 in Patent Document 1, an FRP base material sheet 9 is introduced into a corrugated molding apparatus 10 including a gear 12 and a rack 13. The corrugated sheet 11 is formed, and the corrugated sheet 11 and the flat plate 14 are alternately joined in a superposed manner to finish the honeycomb structure.

この重ね合わせ接合によるハニカム構造体の製造方法のものでは、母材シート9の幅寸法によって規定されるハニカム構造体における高さ寸法Tに設計上の制限があること、コアの素材が均一であり、面内での最適な設計ができないこと、ハニカムコアの多くが横断面正六角形形状であって、多様的でないことなど多くの問題点を有するものであった。 In the manufacturing method of the honeycomb structure by lap bonding, there is a design limitation on the height dimension T in the honeycomb structure defined by the width dimension of the base material sheet 9, and the core material is uniform. However, there are many problems such as that the optimum design in the plane cannot be achieved, and that many of the honeycomb cores have a regular hexagonal cross section and are not diverse.

特開2000−52459号公報(要約、図1〜図3)JP 2000-52459 A (summary, FIGS. 1 to 3)

そこで、この発明は、各種の基礎構造物のための構造体であって、軽量化を図りつつ、剛性並びに圧縮強度のある基礎構造材としてのFRPハニカム構造体を供するものであり、特に、当該ハニカム構造体における高さ方向Tの制限をなくして、ハニカム構造体における横断面面内に異なる構成要素のコアユニットを選択的に複合して、多様な設計に適応し得るようになしたFRPハニカム構造体およびその製造方法を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is a structure for various substructures, and provides an FRP honeycomb structure as a substructure having rigidity and compressive strength while achieving weight reduction. An FRP honeycomb which can be adapted to various designs by selectively combining core units of different constituent elements in the cross-sectional surface of the honeycomb structure without the limitation of the height direction T in the honeycomb structure. It is an object of the present invention to provide a structure and a manufacturing method thereof.

この発明は、上記する目的を達成するにあたって、具体的には、横断面が同一形状でなる複数個のFRPコアユニットを、該各FRPコアユニットにおける各外側面を突き合わせ状に集合して、樹脂材により硬化処理してなることを特徴とするFRPハニカム構造体を構成するものである。 In order to achieve the above-described object, the present invention specifically includes a plurality of FRP core units having the same cross-sectional shape, and the outer surfaces of the respective FRP core units are assembled in a butted shape to form a resin. The FRP honeycomb structure is characterized by being hardened with a material.

さらに、この発明において請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のFRPハニカム構造体であって、前記各FRPコアユニットが、それぞれ異なる構成要素を含むものからなり、該各FRPコアユニットにおける各外側面を突き合わせ状に集合して、樹脂材により硬化処理することにより、横断面面内でのハイブリッド構造としたことを特徴とするものである。 Further, in this invention, the invention according to claim 2 is the FRP honeycomb structure according to claim 1, wherein each of the FRP core units includes different constituent elements, and each of the FRP core units. Each of the outer surfaces is assembled into a butted shape and cured with a resin material to form a hybrid structure in the cross-sectional plane.

さらに、この発明において請求項3に記載の発明は、請求項1あるいは請求項2に記載のFRPハニカム構造体であって、前記各FRPコアユニットの横断面形状が、三角形、四角形、六角形あるいは八角形などの多角形形状のものであることを特徴とするものである。 Further, in the present invention, the invention according to claim 3 is the FRP honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein the cross-sectional shape of each FRP core unit is triangular, quadrangular, hexagonal or It is a polygonal shape such as an octagon.

さらにまた、この発明において請求項4に記載の発明は、FRPハニカム構造体の製造方法に係るものであって、横断面多角形形状の芯部材のまわりにFRP組物層を組織し、樹脂材を含浸硬化してコアユニットを成形するコアユニット成形工程と、前記コアユニットの各外側面を突き合わせ状に集合させ、樹脂材を含浸硬化してハニカム構造体を成形するハニカム構造体成形工程とからなることを特徴とするものである。 Further, in the present invention, the invention according to claim 4 relates to a method for manufacturing an FRP honeycomb structure, wherein an FRP assembly layer is organized around a core member having a polygonal cross section, and a resin material. A core unit forming step of forming a core unit by impregnating and hardening the resin, and a honeycomb structure forming step of forming the honeycomb structure by impregnating and hardening the resin material by gathering the outer surfaces of the core unit in a butted manner It is characterized by.

さらに、この発明において請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のFRPハニカム構造体の製造方法であって、前記芯部材の横断面形状が、三角形形状、四角形形状、六角形形状あるいは八角形形状のものからなることを特徴とする。 Further, in this invention, the invention according to claim 5 is the method for manufacturing the FRP honeycomb structure according to claim 4, wherein the cross-sectional shape of the core member is triangular, quadrangular, hexagonal or It is made of an octagonal shape.

さらにまた、この発明において請求項6に記載の発明は、請求項4あるいは請求項5に記載のFRPハニカム構造体の製造方法であって、前記コアユニット成形工程が、組角度が±θ°の組糸と、0°の中央糸とを選択的に組み合わせて、ブレイダー装置によって、組成の芯部材となるマンドレル上に組物層を組成してなることを特徴とするものである。 Furthermore, in the present invention, the invention according to claim 6 is the method for manufacturing the FRP honeycomb structure according to claim 4 or 5, wherein the core unit forming step has a set angle of ± θ °. A braided device and a 0 ° center yarn are selectively combined, and a braided device is used to form a braided layer on a mandrel serving as a core member of the composition.

さらにまた、この発明において請求項7に記載の発明は、請求項4あるいは請求項5に記載のFRPハニカム構造体の製造方法であって、前記コアユニット成形工程が、シート状の繊維一方向材(UDシート)あるいはクロス材を芯部材のまわりに巻き付けて、樹脂材を含浸硬化して成形したものからなることを特徴とするものである。 Furthermore, in this invention, the invention according to claim 7 is the method for manufacturing the FRP honeycomb structure according to claim 4 or 5, wherein the core unit forming step is a sheet-like fiber unidirectional material. (UD sheet) or a cloth material is wound around a core member and impregnated and cured to form a resin material.

さらにまた、この発明において請求項8に記載の発明は、請求項4あるいは請求項5に記載のFRPハニカム構造体の製造方法であって、前記コアユニット成形工程が、シート状の繊維一方向材(UDシート)あるいはクロス材を所望の幅寸法にスリットして帯状体に形成し、この帯状体を前記芯部材の各外側面に重ね合わせて、樹脂材を含浸硬化して成形したものからなることを特徴とするものである。 Furthermore, in this invention, the invention according to claim 8 is the method for manufacturing the FRP honeycomb structure according to claim 4 or claim 5, wherein the core unit forming step is a sheet-like fiber unidirectional material. (UD sheet) or cloth material is slit into a desired width and formed into a band-like body, and this band-like body is overlaid on each outer surface of the core member and impregnated and cured to form a resin material. It is characterized by this.

さらにまた、この発明において請求項9に記載の発明は、請求項4〜請求項8に記載のFRPハニカム構造体の製造方法であって、ブレイディング糸の種類、糸の量、糸の太さ、組物層の組織、樹脂の種類および樹脂の量などの異なる複数種類のコアユニットを予め準備しておき、これらを集合して樹脂材処理することによりハニカム構造体を成形するようにしたことを特徴とするものである。 Furthermore, in the present invention, the invention according to claim 9 is the method for manufacturing the FRP honeycomb structure according to claims 4 to 8, wherein the type of braiding yarn, the amount of yarn, the thickness of the yarn In addition, a plurality of types of core units having different structures such as the structure of the assembly layer, the type of resin, and the amount of the resin were prepared in advance, and the honeycomb structure was formed by collecting these and processing the resin material. It is characterized by.

さらにまた、この発明において請求項10に記載の発明は、請求項4〜請求項9に記載のFRPハニカム構造体の製造方法であって、前記ハニカム構造体成形工程が、コアユニットの集合によって形成されるハニカム構造体同士を各側面を突き合わせ状に結合してハニカム複合体を形成する工程を含むものからなることを特徴とするものである。 Furthermore, in this invention, the invention according to claim 10 is the method for manufacturing the FRP honeycomb structure according to claims 4 to 9, wherein the honeycomb structure forming step is formed by a set of core units. It is characterized by comprising a step of forming a honeycomb composite by bonding the honeycomb structures to each other in a face-to-face manner.

この発明になるFRPハニカム構造体は、横断面が同一形状でなる複数個のFRPコアユニットを予め成形しておき、このFRPコアユニットを、各外側面を突き合わせ状に集合して、樹脂材により硬化処理してFRPハニカム構造体とするものであり、ハニカム構造体における高さ寸法Tについての設計上の制限が取り除かれ、高さ寸法Tの大きなハニカム構造体を提供することができる点において極めて有効に作用するものといえる。 In the FRP honeycomb structure according to the present invention, a plurality of FRP core units having the same cross-sectional shape are formed in advance, and the FRP core units are assembled in a shape of abutting each outer surface. The FRP honeycomb structure is cured to remove the design restrictions on the height dimension T in the honeycomb structure, and can provide a honeycomb structure having a large height dimension T. It can be said that it works effectively.

さらに、この発明になるFRPハニカム構造体は、各FRPコアユニットが、それぞれ異なる構成要素を含む組織体により構成されており、その各外側面を突き合わせ状に集合して、樹脂材により硬化処理してFRPハニカム構造体とするものであり、当該FRPハニカム構造体における横断面面内でのハイブリッド構造とすることができる点において極めて有効に作用するものといえる。 Furthermore, in the FRP honeycomb structure according to the present invention, each FRP core unit is composed of a structure including different constituent elements, and the outer surfaces of the FRP core units are gathered together in a butted shape and cured with a resin material. Thus, it can be said that the FRP honeycomb structure works extremely effectively in that it can be a hybrid structure in the cross-sectional plane of the FRP honeycomb structure.

以下、この発明になるFRPハニカム構造体およびその製造方法について、図面に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図1は、ブレイディング処理によるブレイディング組成基材の基本構成を説明するための概略的な斜視図である。一方、図2は、この発明になるFRPハニカム構造体の基本構成を示す概略的な斜視図である。図3は、この発明になるFRPハニカム構造体の製造過程を説明するためのものであって、図3Aは、コアユニットの一例を示す概略的な斜視図、図3Bは、n個のコアユニットを集合成形してなるハニカム構造体の概略的な斜視図である。図4は、N個のハニカム構造体を集合成形してなるハニカム複合体の概略的な斜視図である。 Hereinafter, the FRP honeycomb structure and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail based on specific examples shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a basic configuration of a braiding composition base material by braiding treatment. On the other hand, FIG. 2 is a schematic perspective view showing the basic structure of the FRP honeycomb structure according to the present invention. FIG. 3 is a view for explaining the manufacturing process of the FRP honeycomb structure according to the present invention. FIG. 3A is a schematic perspective view showing an example of a core unit, and FIG. 3B is n core units. FIG. 2 is a schematic perspective view of a honeycomb structure formed by collective molding. FIG. 4 is a schematic perspective view of a honeycomb composite body formed by collectively forming N honeycomb structures.

一方、図5は、コアユニットの成形手順と、コアユニットを集合してハニカム構造体を成形する手順とを工程順に示すフローチャート図である。図6は、ブレイダー装置の基本構成の一例を示す概略的な正面図であり、図7は、図6に示すブレイダー装置の概略的な側断面図である。 On the other hand, FIG. 5 is a flowchart showing the sequence of forming the core unit and the sequence of assembling the core unit and forming the honeycomb structure in the order of steps. FIG. 6 is a schematic front view showing an example of the basic configuration of the braider apparatus, and FIG. 7 is a schematic side sectional view of the braider apparatus shown in FIG.

この発明は、各種の基礎構造物のための構造体を構成するにあたって、軽量化を図りつつ、剛性並びに圧縮強度のある基礎構造材としてのFRPハニカム構造体を供するべく、当該FRPハニカム構造体の製造に関して、ブレイディング技術を適用するものである。このブレイディング技術は、図5および図6に示すようなブレイダー装置を用いて、図1に示すようなブレイディング組成基材を作るものであり、例えば、炭素繊維などを用いて、マンドレルの軸線に対する組角度が±θ°(ただし、組角度θは、0°<θ°<90°)の一対の組糸Y、Y(4、4)と、軸線に対する角度が0°の中央糸y(5)とにより、それぞれがブレイダー装置にセットされ、ブレイディングによってマンドレルのまわりにチューブ状のFRP組織体を組成する。 The present invention provides a FRP honeycomb structure as a foundation structure material having rigidity and compression strength while reducing the weight when constructing structures for various foundation structures. For manufacturing, a braiding technique is applied. This braiding technique is to make a braiding composition base as shown in FIG. 1 using a braider apparatus as shown in FIG. 5 and FIG. 6, for example, using a carbon fiber or the like, the axis of a mandrel A pair of yarns Y, Y (4, 4) with a set angle of ± θ ° (where the set angle θ is 0 ° <θ ° <90 °) and a center yarn y (0 ° with respect to the axis) According to 5), each is set in a braider device, and a tubular FRP tissue body is formed around the mandrel by braiding.

まず、図5にもとづき、ブレイダーの一構成例について説明する。図5および図6において、ブレイダーBRは、ブレイダー本体Bbとマンドレル装置Bmから構成されている。 First, a configuration example of a braider will be described with reference to FIG. 5 and 6, the braider BR is composed of a braider body Bb and a mandrel device Bm.

ブレイダーBRにおけるブレイダー本体Bbは、軸線が水平で一側に開口eを有するほぼ円筒状の機台Fb内に配置された曲率半径Rの曲面状の上板Uと、上板Uの周方向に穿設された軌道に沿って走行するボビンキャリアーCと、ボビンキャリアーCを軌道に沿って走行させるための駆動装置Dと、糸条案内装置Gを有している。 The braider body Bb in the braider BR has a curved upper plate U with a radius of curvature R disposed in a substantially cylindrical machine base Fb having a horizontal axis and an opening e on one side, and a circumferential direction of the upper plate U. It has a bobbin carrier C that travels along the perforated track, a driving device D that causes the bobbin carrier C to travel along the track, and a yarn guide device G.

そして、ボビンキャリアーCに載置されたボビンからボビンの軸線方向に引き出される糸条Yが上板Uのほぼ中心に集合し、また、マンドレル装置Bmに取り付けられたマンドレルmの位置は、マンドレルm上に形成される組物の組み上げ点Pが上板Uの中心に位置するようになっている。マンドレル装置Bmは、マンドレルmを一次元、二次元あるいは三次元的に位置制御することができる。 Then, the yarn Y drawn out in the axial direction of the bobbin from the bobbin placed on the bobbin carrier C is gathered at substantially the center of the upper plate U, and the position of the mandrel m attached to the mandrel device Bm is the mandrel m The assembly point P of the assembly formed above is positioned at the center of the upper plate U. The mandrel device Bm can control the position of the mandrel m in one, two, or three dimensions.

こうして、ボビンキャリアーCが駆動装置Dによって軌道に沿って走行させられるとともに、マンドレルmの位置がマンドレル装置Bmによって制御され、その結果、多数の糸条Yが交錯し、また、必要に応じて、機台FbのフレームFb’にほぼ水平に配置されたボビンキャリアーCから中糸用糸条yが、軌道に沿って走行するボビンキャリアーCから巻き戻され組み上げられる糸条Yに交絡することにより、ブレイディングが行われて種々の形状のマンドレルm上に組物層が組み上げられる。この発明によれば、前記組物層を積層状に複数層形成してしあげられるものである。 Thus, the bobbin carrier C is caused to travel along the track by the driving device D, and the position of the mandrel m is controlled by the mandrel device Bm. As a result, a large number of yarns Y are interlaced, and if necessary, By interlacing the yarn y for medium thread from the bobbin carrier C arranged almost horizontally on the frame Fb ′ of the machine base Fb with the yarn Y that is unwound from the bobbin carrier C running along the track and assembled. Braiding is performed to assemble a braid layer on mandrels m of various shapes. According to the present invention, a plurality of the assembly layers can be formed in a laminated form.

次いで、この発明になるFRPハニカム構造体の基礎となるFRP組成物の組成構造について、図1に示す基本的な構成例にもとづいて詳細に説明する。図1に示すFRP組成物の積層構造体1は、円筒状(パイプ状)組成体を、例えば、内側の組物層2と外側の組物層3とによって組成した典型例を示すものであって、当該組物層は、単層であってもよいし、あるいは、複数層積層状に組織して組成したものであってもよい。 Next, the composition structure of the FRP composition which is the basis of the FRP honeycomb structure according to the present invention will be described in detail based on the basic configuration example shown in FIG. A laminated structure 1 of the FRP composition shown in FIG. 1 shows a typical example in which a cylindrical (pipe-like) composition is composed of, for example, an inner braid layer 2 and an outer braid layer 3. Thus, the assembly layer may be a single layer or may be structured and structured in a multilayered manner.

図1に示す例において、前記内側の組物層2は、軸線に対する組角度が±θ°の組糸4、4と、軸線に対する角度が0°の中央糸5によって組織されるものであり、軸方向の弾性率が高い層構造でなる組成層を形成するものである。一方、前記外側の組物層3は、軸線に対する組角度が±θ°の組糸6、6のみによって組織されるもので、軸線に対する角度が0°の中央糸を有しておらず、軸方向の弾性率が低く、破断歪の大きい層構造でなる組成層を形成するものである。 In the example shown in FIG. 1, the inner braid layer 2 is composed of braids 4 and 4 whose braid angle with respect to the axis is ± θ °, and a central yarn 5 whose angle with respect to the axis is 0 °, A composition layer having a layer structure with a high elastic modulus in the axial direction is formed. On the other hand, the outer braid layer 3 is composed of only the braids 6 and 6 whose braiding angle with respect to the axis is ± θ °, and does not have a central yarn whose angle with respect to the axis is 0 °. A composition layer having a layer structure having a low elastic modulus in the direction and a large strain at break is formed.

次いで、この発明になるFRPハニカム構造体の基本構成並びにFRPハニカム構造体の製造方法について、図2〜図5に示す具体的な一実施例にもとづいて詳細に説明する。この発明になるFRPハニカム構造体の製造方法は、基本的に、横断面多角形形状の芯部材のまわりにFRP組物層を組織し、樹脂材を含浸硬化してコアユニットCUを成形するコアユニット成形工程と、このコアユニットCUの各外側面11を突き合わせ状に集合させ、樹脂材を含浸硬化してハニカム構造体HAを成形するハニカム構造体成形工程とからなっている。 Next, the basic configuration of the FRP honeycomb structure and the method for manufacturing the FRP honeycomb structure according to the present invention will be described in detail based on one specific embodiment shown in FIGS. The manufacturing method of the FRP honeycomb structure according to the present invention basically includes a core in which an FRP assembly layer is formed around a core member having a polygonal cross section, and a core unit CU is formed by impregnating and curing a resin material. The unit forming step includes a honeycomb structure forming step in which the outer side surfaces 11 of the core unit CU are gathered in abutting manner and impregnated and cured with a resin material to form the honeycomb structure HA.

まず、この発明では、図3Aに示すコアユニットCUが、図5Aに示すコアユニット成形手順に沿って製造され、準備される。この発明において、コアユニットCUの成形方法としては、(1) ブレイダー装置による組成方法、(2) 繊維一方向材(UDシート)あるいはクロス材の巻き付けによる方法、(3) 繊維一方向材(UDシート)あるいはクロス材を帯状に形成した帯体の貼付け接合による方法などがある。 First, in this invention, the core unit CU shown in FIG. 3A is manufactured and prepared in accordance with the core unit molding procedure shown in FIG. 5A. In this invention, the core unit CU can be formed by (1) a composition method using a braider device, (2) a fiber unidirectional material (UD sheet) or a cloth material wrapping method, and (3) a fiber unidirectional material (UD). Sheet) or a method of pasting and joining a band formed of a cloth material in a band shape.

(1) ブレイダー装置による組成方法では、横断面六角形形状のマンドレルmを準備しておき、当該マンドレルmをブレイダー装置にセットし、当該マンドレルmのまわりに組角度±θ°の組糸と、0°の中央糸とを選択的に組み合わせて、組物層を組成し、樹脂を含浸硬化してFRPコアユニットCUを成形する。 (1) In the composition method using a braider device, a mandrel m having a hexagonal cross section is prepared, the mandrel m is set on the braider device, and a braid having an assembly angle of ± θ ° around the mandrel m; A braided layer is composed by selectively combining with a central thread of 0 °, and the resin is impregnated and cured to form the FRP core unit CU.

(2) 繊維一方向材あるいはクロス材の巻き付けによる方法では、例えば、ブレイダー装置により組成された筒状のブレイディング材を一母線に沿って切り開いてシート状になしたブレイディングシートを準備しておき、このブレイディングシートを横断面六角形形状の芯部材のまわりに巻付け、樹脂を含浸硬化してFRPコアユニットCUを成形する。 (2) In the method of winding a fiber unidirectional material or cloth material, for example, a braiding sheet prepared by cutting a cylindrical braiding material composed by a braider device along one generatrix into a sheet shape is prepared. The braiding sheet is wound around a core member having a hexagonal cross section, and resin is impregnated and cured to form an FRP core unit CU.

(3) 繊維一方向材あるいはクロス材を帯状に形成した帯体の貼付け接合による方法では、例えば、ブレイダー装置により組成された筒状のブレイディング材を一母線に沿って切り開いてシート状になし、該ブレイディングシートを所望の幅寸法にスリットして帯状になしたブレイディング帯体を準備しておき、このブレイディング帯体を横断面六角形形状の芯部材の各外側面に軸方向に沿わせて貼付け接合し、樹脂を含浸硬化してFRPコアユニットCUを成形する。 (3) In the method of pasting and joining the strip formed of a unidirectional fiber material or cloth material, for example, a cylindrical braiding material composed by a braider device is cut along a generatrix to form a sheet. Then, a braided strip having a strip shape is prepared by slitting the braiding sheet into a desired width dimension, and this braided strip is axially attached to each outer side surface of the hexagonal cross-section core member. Then, the FRP core unit CU is molded by impregnating and curing the resin.

このような方法のいずれかによってコアユニットCUが組成成形され、準備される。このコアユニットCUは、ブレイディング糸の種類、糸の量、糸の太さ、組物層の組織、樹脂の種類および樹脂の量などにより、機械的特性並びに物理的特性の異なる複数種類のコアユニットCUを準備することができる。 The core unit CU is composition molded and prepared by any of these methods. This core unit CU has a plurality of types of cores having different mechanical characteristics and physical characteristics depending on the type of braiding yarn, the amount of yarn, the thickness of the yarn, the structure of the braided layer, the type of resin and the amount of resin, etc. A unit CU can be prepared.

この発明では、上記するようにして成形されたFRPコアユニットCUを、その各外側面11を突き合わせ状に集合させ、樹脂材を含浸硬化して、ハニカム構造体HAを成形する。この場合、前記各FRPコアユニットCUが、それぞれ異なる構成要素を含むものからなっていれば、当該ハニカム構造体HAは、横断面面内でのハイブリッド構造とすることができる。 In the present invention, the FRP core unit CU molded as described above is assembled such that the outer surfaces 11 thereof are butted together, and the resin material is impregnated and cured to form the honeycomb structure HA. In this case, if each of the FRP core units CU includes different components, the honeycomb structure HA can have a hybrid structure in the cross-sectional plane.

さらに、この発明では、図3Bに示すように、n個(図3Bに概略的に示す実施例では19個)のFRPコアユニットCUの集合によってハニカム構造体HAを成形し、さらに、このハニカム構造体HAをN個(図4に概略的に示す実施例では3個)準備して、これらのハニカム構造体同士を、その各外側面12を突き合わせ状に結合し、樹脂材を含浸硬化することによって、ハニカム複合体HBを成形することもできる。このようにして成形されるハニカム複合体HBは、横断面面内でのハイブリット構造を、より高度化することができる。 Furthermore, in the present invention, as shown in FIG. 3B, a honeycomb structure HA is formed by a set of n (19 in the embodiment schematically shown in FIG. 3B) FRP core units CU, and the honeycomb structure N bodies HA (three in the embodiment schematically shown in FIG. 4) are prepared, and the honeycomb structures are bonded to each other at their outer side surfaces 12 and impregnated and cured with a resin material. Thus, the honeycomb composite body HB can be formed. In the honeycomb composite body HB formed in this way, the hybrid structure in the cross-sectional plane can be further enhanced.

この発明では、n個のFRPコアユニットCUを集合し、樹脂処理してFRPハニカム構造体HAを成形する場合、並びにN個のFRPハニカム構造体HAを集合し、樹脂処理してFRPハニカム複合体HBを成形する場合、いずれも各コアユニットCU内に芯部材をセットしたままの状態で、加熱加圧し、吸引処理してハニカム構造を確実に成形することができるようになっている。 In the present invention, n FRP core units CU are assembled and resin-treated to form an FRP honeycomb structure HA, and N FRP honeycomb structures HA are assembled and resin-treated to form an FRP honeycomb composite. When HB is formed, the honeycomb structure can be surely formed by heating and pressurizing and sucking with the core member set in each core unit CU.

この発明では、上記するようにハニカム構造体HAあるいはハニカム複合体HBに成形した後に、芯部材を抜き取る芯部材抜取り工程を経て、ハニカム構造体HAあるいはハニカム複合体HBに仕上げられる。 In this invention, after forming into the honeycomb structure HA or the honeycomb composite body HB as described above, the honeycomb structure HA or the honeycomb composite body HB is finished through the core member extracting step of extracting the core member.

この発明になるFRPハニカム構造体HAは、当該ハニカム構造体HAにおける高さ寸法Tについての設計上の制限が取り除かれ、高さ寸法Tの大きなハニカム構造体を供し得るものであり、且つ、各FRPコアユニットCUが、それぞれ異なる構成要素を含む組物体により構成されており、FRPハニカム構造体における横断面面内での高いハイブリッド構造体を供し得るものである。 The FRP honeycomb structure HA according to the present invention can provide a honeycomb structure having a large height dimension T by removing the design restrictions on the height dimension T of the honeycomb structure HA, The FRP core unit CU is composed of assembled objects including different constituent elements, and can provide a high hybrid structure in the cross-sectional plane of the FRP honeycomb structure.

このような構造でなるFRPハニカム構造体HAあるいはFRPハニカム複合体HBは、精密定盤、ロボットハンド、飛行機などのフロア材、自動車などのボディ材、さらには、当該FRPハニカム構造体HAを立体化加工することによってゴルフクラブヘッドなどの立体構造物を構成することもできる。 The FRP honeycomb structure HA or the FRP honeycomb composite body HB having such a structure is a three-dimensional structure of a precision surface plate, a robot hand, a floor material such as an airplane, a body material such as an automobile, and further, the FRP honeycomb structure HA. A three-dimensional structure such as a golf club head can be formed by processing.

図1は、ブレイディング処理によるブレイディング組成基材の基本構成を説明するための概略的な斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a basic configuration of a braiding composition base material by braiding treatment. 図2は、この発明になるFRPハニカム構造体HAの基本構成を示す概略的な斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing the basic configuration of the FRP honeycomb structure HA according to the present invention. 図3は、この発明になるFRPハニカム構造体HAの製造過程を説明するためのものであって、図3Aは、コアユニットCUの一例を示す概略的な斜視図、図3Bは、n個のコアユニットを集合成形してなるハニカム構造体の概略的な斜視図である。FIG. 3 is a view for explaining the manufacturing process of the FRP honeycomb structure HA according to the present invention. FIG. 3A is a schematic perspective view showing an example of the core unit CU, and FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view of a honeycomb structure formed by collectively forming core units. 図4は、N個のハニカム構造体を集合成形してなるハニカム複合体の概略的な斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view of a honeycomb composite body formed by collectively forming N honeycomb structures. 図5は、コアユニットの成形手順と、コアユニットを集合してハニカム構造体を成形する手順とを工程順に示すフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for forming the core unit and a procedure for forming the honeycomb structure by assembling the core units in the order of steps. 図6は、ブレイダー装置の基本構成の一例を示す概略的な正面図である。FIG. 6 is a schematic front view showing an example of the basic configuration of the braider device. 図7は、図6に示すブレイダー装置の概略的な側断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional side view of the braider device shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 FRP組成物の積層構造体
2 内側の組物層
3 外側の組物層
4、4 軸線に対する組角度が±θ°の組糸
5 軸線に対する角度が0°の中央糸
6、6 外側の組物層の組糸
CU FRPコアユニット
HA FRPハニカム構造体
HB FRPハニカム複合体
11 FRPコアユニットの各外側面
12 FRPハニカム構造体の各外側面
BR ブレイダー
Bb ブレイダー本体
Y 組糸
y 中央糸
m マンドレル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laminated structure of FRP composition 2 Inner braid layer 3 Outer braid layer 4, 4 Braid with an angle of ± θ ° with respect to the axis 5 Center yarns 6 with an angle with respect to the axis 6 and 6 Outer set Material layer braid CU FRP core unit HA FRP honeycomb structure HB FRP honeycomb composite 11 Each outer surface 12 of FRP core unit Each outer surface of FRP honeycomb structure BR Braider Bb Braider body Y Braid y Central yarn m Mandrel

Claims (10)

横断面が同一形状でなる複数個のFRPコアユニットを、該各FRPコアユニットにおける各外側面を突き合わせ状に集合して、樹脂材により硬化処理してなることを特徴とするFRPハニカム構造体。 An FRP honeycomb structure comprising a plurality of FRP core units having the same cross-sectional shape, each outer surface of each FRP core unit being assembled in a butting manner and cured by a resin material. 前記各FRPコアユニットが、それぞれ異なる構成要素を含むものからなり、該各FRPコアユニットにおける各外側面を突き合わせ状に集合して、樹脂材により硬化処理することにより、横断面面内でのハイブリッド構造としたことを特徴とする請求項1に記載のFRPハニカム構造体。 Each of the FRP core units includes a different component, and the outer surfaces of the FRP core units are gathered together in abutting manner and cured with a resin material, so that the hybrid in the transverse plane is obtained. The FRP honeycomb structure according to claim 1, wherein the FRP honeycomb structure has a structure. 前記各FRPコアユニットの横断面形状が、三角形、四角形、六角形あるいは八角形などの多角形形状のものであることを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載のFRPハニカム構造体。 The FRP honeycomb structure according to claim 1 or 2, wherein a cross-sectional shape of each FRP core unit is a polygonal shape such as a triangle, a quadrangle, a hexagon, or an octagon. 横断面多角形形状の芯部材のまわりにFRP組物層を組織し、樹脂材を含浸硬化してコアユニットを成形するコアユニット成形工程と、前記コアユニットの各外側面を突き合わせ状に集合させ、樹脂材を含浸硬化してハニカム構造体を成形するハニカム構造体成形工程とからなることを特徴とするFRPハニカム構造体の製造方法。 A core unit forming step of forming an FRP assembly layer around a core member having a polygonal cross section, impregnating and curing a resin material to form a core unit, and collecting each outer surface of the core unit in a butted manner And a honeycomb structure forming step of forming a honeycomb structure by impregnating and curing a resin material. 前記芯部材の横断面形状が、三角形形状、四角形形状、六角形形状あるいは八角形形状のものからなることを特徴とする請求項4に記載のFRPハニカム構造体の製造方法。 The method for manufacturing an FRP honeycomb structure according to claim 4, wherein the cross-sectional shape of the core member is triangular, quadrangular, hexagonal or octagonal. 前記コアユニット成形工程が、組角度が±θ°の組糸と、0°の中央糸とを選択的に組み合わせて、ブレイダー装置によって、組成の芯部材となるマンドレル上に組物層を組成してなることを特徴とする請求項4あるいは請求項5に記載のFRPハニカム構造体の製造方法。 In the core unit molding step, a braid device is used to selectively combine a braid having a braid angle of ± θ ° and a central yarn having 0 °, and a braid device forms a braid layer on a mandrel that is a core member of the composition. 6. The method for manufacturing an FRP honeycomb structure according to claim 4, wherein the FRP honeycomb structure is formed. 前記コアユニット成形工程が、シート状の繊維一方向材(UDシート)あるいはクロス材を芯部材のまわりに巻き付けて、樹脂材を含浸硬化して成形したものからなることを特徴とする請求項4あるいは請求項5に記載のFRPハニカム構造体の製造方法。 5. The core unit molding step comprises a sheet-shaped fiber unidirectional material (UD sheet) or cloth material wound around a core member and impregnated and cured to form a resin material. Or the manufacturing method of the FRP honeycomb structure of Claim 5. 前記コアユニット成形工程が、シート状の繊維一方向材(UDシート)あるいはクロス材を所望の幅寸法にスリットして帯状体に形成し、この帯状体を前記芯部材の各外側面に重ね合わせて、樹脂材を含浸硬化して成形したものからなることを特徴とする請求項4あるいは請求項5に記載のFRPハニカム構造体の製造方法。 In the core unit forming step, a sheet-like fiber unidirectional material (UD sheet) or cloth material is slit into a desired width to form a belt-like body, and the belt-like body is overlapped on each outer surface of the core member. 6. The method for manufacturing an FRP honeycomb structure according to claim 4, wherein the resin material is formed by impregnating and curing a resin material. ブレイディング糸の種類、糸の量、糸の太さ、組物層の組織、樹脂の種類および樹脂の量などの異なる複数種類のコアユニットを予め準備しておき、これらを集合して樹脂材処理することによりハニカム構造体を成形するようにしたことを特徴とする請求項4〜請求項8のいずれかに記載のFRPハニカム構造体の製造方法。 Plural types of different core units such as braiding yarn type, yarn amount, yarn thickness, braided layer structure, resin type and resin amount are prepared in advance, and these are assembled into a resin material The method for manufacturing an FRP honeycomb structure according to any one of claims 4 to 8, wherein the honeycomb structure is formed by treatment. 前記ハニカム構造体成形工程が、コアユニットの集合によって形成されるハニカム構造体同士を各側面を突き合わせ状に結合してハニカム複合体を形成する工程を含むものからなることを特徴とする請求項4〜請求項9のいずれかに記載のFRPハニカム構造体の製造方法。 5. The honeycomb structure forming step includes a step of forming a honeycomb composite body by bonding honeycomb structures formed by an assembly of core units to each other in a side-by-side manner. A method for manufacturing an FRP honeycomb structure according to any one of claims 9 to 9.
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