JP2019072947A - 修理パッチ、修理パッチの成形方法、複合材の修理方法及び成形治具 - Google Patents

修理パッチ、修理パッチの成形方法、複合材の修理方法及び成形治具 Download PDF

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Abstract

【課題】被修理部が曲面であっても、被修理部を適切に修理することができる修理パッチ等を提供する。【解決手段】複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチ１０において、被修理部に形成される座ぐり穴６の被接着面１５に対向する面となる、座ぐり穴６に接着される接着面１０，１０ｃと、厚さ方向において接着面の反対側の面となる表面１０ａと、を備え、表面１０ａは、表面内の軸方向に交差する面で切った断面において、接着面１０，１０ｃ側から表面１０ａ側に向かって凸となる第１表面側曲率半径Ｒ１の曲面を有する。被接着面１５は、被接着面内の軸方向に交差する面で切った断面において、対向する接着面１０，１０ｃ側に向かって凸となる第２表面側曲率半径Ｒ２の曲面を有し、第１表面側曲率半径Ｒ１は、第２表面側曲率半径Ｒ２に比して小さいものとなっている。【選択図】図３

Description

本発明は、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチ、修理パッチの成形方法、複合材の修理方法及び成形治具に関するものである。
従来、複合材の修理対象となる損傷部等の被修理部を修理する修理方法として、複合材の裏面側から表面側に向けて拡径する錐台状の範囲を除去し、除去により形成される凹部に、修理材を接着する複合材の修理方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許第６１２４５６１号公報
ところで、被修理部としては、例えば、軸方向に延在する円筒形の外周面（シングルコンター面ともいう）がある。この場合、シングルコンター面に、凹部としての座ぐり穴を形成し、座ぐり穴を修理材で埋めている。このような被修理部に用いられる修理材として、例えば、特許文献１に記載された修理パッチがある。この修理パッチは、円錐台形状となっており、底面、頂面及び斜面を有するものとなっている。
しかしながら、シングルコンター面に形成された座ぐり穴に、円錐台形状となる修理パッチを接着する場合、修理パッチの周縁部を撓ませて、座ぐり穴に接着させることになる。このため、修理パッチの周縁部において、座ぐり穴から離れようとする残留応力が生じ、これにより、修理パッチの周縁部のはく離が生じ易いものとなる。
また、図１２から図１４に示すように、被修理部が、例えば、航空機の主翼外板１０１である場合、主翼外板は、その翼長方向に直交する面で切った断面でみると、主翼外板１０１の外表面のシングルコンター面の曲率半径が、翼長方向に亘って連続的に異なっている。例えば、主翼の翼根側のＡ−Ａ断面における、主翼外板１０１の上方側の外表面及び内表面のシングルコンター面の曲率半径Ｒａ，Ｒａ’は、主翼の先端側のＢ−Ｂ断面における、主翼外板の上方側の外表面のシングルコンター面の曲率半径Ｒｃ，Ｒｃ’に比して大きくなっている。同様に、主翼外板１０１の下方側の外表面及び内表面のシングルコンター面の曲率半径Ｒｂ，Ｒｂ’は、主翼の先端側のＢ−Ｂ断面における、主翼外板の下方側の外表面及び内表面のシングルコンター面の曲率半径Ｒｄ，Ｒｂ’に比して大きくなっている。また、航空機の主翼外板１０１に限らず、胴体または尾翼等の外表面及び内表面のシングルコンター面を含めると、無数の径が存在する。この無数の径に対応して修理パッチを用意すると、無数の種類の修理パッチを用意しなければならず、困難である。
そこで、本発明は、被修理部が曲面であっても、被修理部を適切に修理することができる修理パッチ、修理パッチの成形方法、複合材の修理方法及び成形治具を提供することを課題とする。
本発明の修理パッチは、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチにおいて、前記被修理部に形成される被接着面に対向する面となる、前記被修理部に接着される接着面と、厚さ方向において前記接着面の反対側の面となる表面と、を備え、前記表面は、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、所定の第１表面側曲率半径となる曲面を有することを特徴とする。
この構成によれば、第１表面側曲率半径の曲面を有する表面とすることができるため、被修理部の表面（例えば、外周面または内周面）が曲面となる場合であっても、表面の形状に倣って修理パッチを接着させることができる。これにより、修理パッチの周縁部に生じる、被修理部から離れる側への残留応力を低減することができ、被修理部からの修理パッチのはく離を抑制することができる。
また、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有し、前記表面は、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる前記第１表面側曲率半径の曲面を有し、前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して小さいものとなっていることが、好ましい。
また、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径となる曲面を有し、前記表面は、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる前記第１表面側曲率半径の曲面を有し、前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して大きなものとなっていることが、好ましい。
この構成によれば、修理パッチにおける表面の曲面を、被修理部における外周面の曲面に比して小さな曲率半径としたり、被修理部における内周面の曲面に比して大きな曲率半径としたりすることで、被修理部に修理パッチを接着した際に、修理パッチの周縁部が被修理部側に近づく方向に、残留応力が発生する。このため、修理パッチの周縁部に生じる、被修理部へ近づく側への残留応力を付与でき、被修理部からの修理パッチのはく離をより抑制することができる。また、このような修理パッチとすることで、被修理部に対してなじみ易い修理パッチにできるため、予め複数種類の修理パッチを用意する場合であっても、少ない種類で対応可能な修理パッチとすることができる。
また、被修理部が外周面である場合、前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、厚さ方向における厚さが薄くなっており、前記表面は、前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、前記第１表面側曲率半径が小さくなることが、好ましい。
また、被修理部が内周面である場合、前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、厚さ方向における厚さが薄くなっており、前記表面は、前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、前記第１表面側曲率半径が大きくなることが、好ましい。
この構成によれば、厚さが薄い修理パッチの外側の周縁部は変形し易いものとなる。このため、被修理部が外周面である場合には、中央部に比して外側の第１表面側曲率半径を小さくし、被修理部が内周面である場合には、中央部に比して外側の第１表面側曲率半径を大きくすることで、修理パッチの周縁部が、被修理部になじみ易いものとなる。
また、前記複合材は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、前記熱硬化性樹脂は、仮硬化されていることが、好ましい。
この構成によれば、仮硬化（プリキュア）した状態の修理パッチを、被修理部に配置することができる。このため、修理パッチを本硬化させる際に、修理パッチを軟化させることができ、これにより、修理パッチを被修理部に好適になじませる、つまり、修理パッチの形状を被修理部に倣った形状にすることができる。このため、修理パッチにおける残留応力の発生を抑制でき、被修理部からの修理パッチのはく離をより抑制することができる。
また、前記接着面に対してはく離可能に接着されるピールプライをさらに備えることが、好ましい。
この構成によれば、ピールプライを引きはがすことで、接着面を活性化させることができるため、被修理部への接着性を高めることができる。
また、前記被修理部が、軸方向に沿って延在する円筒形の場合、前記表面には、視認により前記軸方向を判別可能な指標が付されていることが、好ましい。
この構成によれば、円筒形の外周面または内周面における軸方向と、修理パッチにおける指標とが一致するように、修理パッチを被修理部に配置することができるため、被修理部に対する修理パッチの姿勢を適切なものにすることができる。
本発明の修理パッチの成形方法は、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチの成形方法において、成形面を有する成形治具を用いて、前記成形面に強化繊維基材を複数積層する積層工程と、複数積層した前記強化繊維基材を加熱して成形する成形工程と、を備え、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有しており、前記成形治具を用いて、前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して小さくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする。
本発明の他の修理パッチの成形方法は、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチの成形方法において、成形面を有する成形治具を用いて、前記成形面に強化繊維基材を複数積層する積層工程と、複数積層した前記強化繊維基材を加熱して成形する成形工程と、を備え、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径の曲面を有しており、前記成形治具を用いて、前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して大きくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする。
また、本発明の成形治具は、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチを成形する成形治具において、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有しており、前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して小さくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする。
また、本発明の他の成形治具は、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチを成形する成形治具において、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径の曲面を有しており、前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して大きくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする。
これらの構成によれば、被修理部が曲面であっても、被修理部からのはく離を抑制することができる修理パッチを成形することができる。
本発明の複合材の修理方法は、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理方法において、前記被修理部を補修するための複合材の修理パッチが予め用意されており、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有しており、前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して小さくなっており、前記被修理部の前記被接着面に接着剤を配置する接着剤配置工程と、前記接着剤を介して。前記修理パッチの前記接着面を前記被接着面に対向させて配置する修理パッチ配置工程と、前記被修理部に前記修理パッチを接着させる接着工程と、を備えることを特徴とする。
本発明の他の複合材の修理方法は、複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理方法において、前記被補修部を補修するための複合材の修理パッチが予め用意されており、前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径の曲面を有しており、前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して大きくなっており、前記被修理部の前記被接着面に接着剤を配置する接着剤配置工程と、前記接着剤を介して。前記修理パッチの前記接着面を前記被接着面に対向させて配置する修理パッチ配置工程と、前記被修理部に前記修理パッチを接着させる接着工程と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、被修理部が曲面であっても、修理パッチを被修理部に接着することで、被修理部からの修理パッチのはく離を抑制することができ、被修理部を好適に修理することができる。
また、前記接着工程では、前記修理パッチを真空バッグで被覆し、前記真空バッグの内部を真空引きすることで、前記被修理部に前記修理パッチを押圧した真空状態とし、前記真空状態で前記接着剤を加熱することで、前記被修理部に前記修理パッチを接着させており、前記第２曲率半径と前記第１曲率半径との差は、前記真空状態において、前記被修理部と前記修理パッチとの間の隙間が、前記接着剤の厚さよりも小さくなるような差となっていることが、好ましい。
この構成によれば、真空状態において、被修理部と修理パッチとを、接着剤に適切に密着させることができる。このため、被修理部と修理パッチとの間への気泡の混入を抑制することができる。
また、前記接着工程の前に行われ、前記被修理部に対する前記修理パッチの位置を位置決めする位置決め工程を、さらに備え、前記位置決め工程では、前記修理パッチを真空バッグで被覆し、前記真空バッグの内部を真空引きすることで、前記被修理部に前記修理パッチを押圧することが、好ましい。
この構成によれば、被修理部、修理パッチ及び接着剤の位置決めを行うことができ、後工程となる接着工程において、被修理部、修理パッチ及び接着剤が適切に位置決めされた状態で接着される。このため、修理パッチを被修理部に好適に接着することができる。
また、前記修理パッチの複合材は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させ、前記熱硬化性樹脂を仮硬化したものであり、前記接着剤は、前記熱硬化性樹脂であり、前記接着工程では、前記修理パッチを真空バッグで被覆し、前記真空バッグの内部を真空引きすることで、前記被修理部に前記修理パッチを押圧した真空状態とし、前記真空状態で前記熱硬化性樹脂を加熱することで、前記被修理部に前記修理パッチを接着させており、前記接着工程では、前記熱硬化性樹脂のガラス転位温度以上となるように所定の昇温速度で加熱することが、好ましい。
この構成によれば、仮硬化（プリキュア）した状態の修理パッチを、被修理部に配置することができる。このため、修理パッチを本硬化させる際に、修理パッチを軟化させることができ、これにより、修理パッチを被修理部に好適になじませる、つまり、修理パッチの形状を被修理部に倣った形状にすることができる。このため、修理パッチにおける残留応力の発生を抑制でき、被修理部からの修理パッチのはく離をより抑制することができる。
また、前記所定の昇温速度は、一分間に５度以上となるように加熱温度を上昇させる昇温速度であることが、好ましい。
この構成によれば、ガラス転位温度以上となるように、迅速に修理パッチ及び接着剤を加熱することができるため、修理パッチ及び接着剤が本硬化する前に、好適に軟化させることができる。
図１は、本実施形態に係る複合材の修理方法に用いられる修理パッチを模式的に示す三面図である。 図２は、本実施形態に係る複合材の修理方法の対象となる被修理部を模式的に示す断面図である。 図３は、被修理部の座ぐり穴と修理パッチとの形状を比較した説明図である。 図４は、本実施形態に係る修理パッチを成形する成形治具を模式的に示す三面図である。 図５は、本実施形態に係る修理パッチの成形方法に関する一例の説明図である。 図６は、本実施形態に係る修理パッチを用いた複合材の修理方法に関する一例の説明図である。 図７は、本実施形態に係る修理パッチを成形する成形治具の他の一例を模式的に示す断面図である。 図８は、本実施形態に係る修理パッチを成形する成形治具の他の一例を模式的に示す断面図である。 図９は、修理パッチの構造を示す説明図である。 図１０は、被修理部の座ぐり穴と修理パッチとの形状を比較した他の一例の説明図である。 図１１は、本実施形態に係る修理パッチを成形する成形治具の他の一例を模式的に示す断面図である。 図１２は、主翼外板を示す模式図である。 図１３は、主翼外板をＡ−Ａ断面で切断した模式的な断面図である。 図１４は、主翼外板をＢ−Ｂ断面で切断した模式的な断面図である。
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
［本実施形態］
本実施形態に係る修理パッチ１０は、複合材１を修理する際に用いられる補修材である。この修理パッチ１０を用いた複合材１の修理方法は、複合材１に形成された損傷等による欠損部を修理対象としており、この修理対象となる被修理部５を修理する方法となっている。
図１は、本実施形態に係る複合材の修理方法に用いられる修理パッチを模式的に示す三面図である。図２は、本実施形態に係る複合材の修理方法の対象となる被修理部を模式的に示す断面図である。図３は、被修理部の座ぐり穴と修理パッチとの形状を比較した説明図である。図４は、本実施形態に係る修理パッチを成形する成形治具を模式的に示す三面図である。図５は、本実施形態に係る修理パッチの成形方法に関する一例の説明図である。図６は、本実施形態に係る修理パッチを用いた複合材の修理方法に関する一例の説明図である。
先ずは、図１を参照して、修理パッチ１０について説明する。修理パッチ１０は、複合材を用いて構成されており、底面１０ａ、頂面１０ｂ及び側面１０ｃを有する円錐台形状を、一方向（図１の左右方向）の一方側から他方側に亘って湾曲するように変形させた形状となっている。このため、修理パッチ１０は、平面視において、湾曲させた分だけ歪んだ円形状に形成されている。この修理パッチ１０は、頂面１０ｂ及び側面１０ｃが、被修理部５に接着される接着面１１となっており、底面１０ａが、接着面１１の反対側の面となる表面１２となっている。
この修理パッチ１０は、強化繊維基材としてのプリプレグを複数積層して仮硬化させたものである。プリプレグは、強化繊維に樹脂を含浸させたものである。強化繊維としては、例えば、炭素繊維が用いられるが、炭素繊維に限定されず、その他のプラスチック繊維、ガラス繊維、天然繊維又は金属繊維でもよい。樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましいが、熱可塑性樹脂でもよい。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂である。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、及びポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等である。なお、樹脂は、これらに限定されず、その他の樹脂を用いてもよい。また、プリプレグを用いた成形以外にもハンドレイアップ、レジンインフュージョン、ＲＴＭ等の方法で修理パッチ１０を成形してもよい。
具体的に、図９に示すように、修理パッチ１０は、円形状に裁断されたプリプレグを複数用いており、複数のプリプレグは、その直径が一定の割合（ａ１）で大きくなるように円形に裁断される。そのプリプレグをサイズの順に中心軸を合わせて積層することで、円錐台形状の修理パッチ１０としている。ここで、径の最も小さいプリプレグの半径をｒ１とし、割合ａ１で大きな径となるプリプレグの半径をｒ２とすると、ｒ２＝ｒ１＋ａ１となる。同様に、半径ｒｎとなるプリプレグに対して、割合ａ１で大きな径となるプリプレグの半径をｒｎ＋１とすると、ｒｎ＋１＝ｒｎ＋ａ１となる。
接着面１１は、頂面１０ｂと側面１０ｃとを有しており、接着面１１内の所定方向（後述する複合材１の軸方向／図１の上下方向）に直交する面で切った断面（Ｂ−Ｂ断面）において、頂面１０ｂを挟んで両側に位置する各側面１０ｃは、接着面１１側から表面１２側に凸となる曲面となっている。一方で、接着面１１内の軸方向に直交する方向（後述する複合材の周方向／図１の左右方向）に直交する面で切った断面（Ａ−Ａ断面）において、頂面１０ｂを挟んで両側に位置する各側面１０ｃは、直線状に傾斜した面となっている。このとき、Ｂ−Ｂ断面において、曲面となる各側面１０ｃは、その曲率半径が第１曲率半径ｒ１となっている。
表面１２は、底面１０ａからなり、Ｂ−Ｂ断面において、底面１０ａは、接着面１１側から表面１２側に凸となる曲面となっている。一方で、Ａ−Ａ断面において、底面１０ａは、直線状に平坦な面となっている。このとき、Ｂ−Ｂ断面において、曲面となる表面１２は、その第１表面側曲率半径Ｒ１が、後述する被修理部５の表面（外周面）の第２表面側曲率半径よりも小さいものとなっている。また、表面１２には、視認により修理パッチ１０の軸方向を判別可能な指標１３が付されている。指標１３は、例示として、矢印としたが、矢印に限定されず、修理パッチ１０の軸方向を判別可能な指標１３であれば特に限定されない。
次に、図２を参照して、修理パッチ１０が接着される被修理部５について説明する。複合材１は、その表面側（図２の上側）に、修理対象となる被修理部５が形成され、この被修理部５に、修理パッチ１０を接着して硬化させることで、補修部８が形成される。複合材１は、軸方向に沿って延在する円筒形状となっており、被修理部５は、複合材１の外周面７となっている。軸方向に直交する面で切った断面において、被修理部５の外周面７は、その第２表面側曲率半径Ｒ２が、修理パッチ１０の表面１２の第１表面側曲率半径Ｒ１よりも大きなものとなっている。
複合材１は、例えば、強化繊維として炭素繊維が用いられた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastic）である。なお、複合材１は、強化繊維として、修理パッチ１０と同様に、いずれの繊維を用いてもよいし、また、樹脂として、いずれの樹脂を用いてもよく、特に限定されない。
被修理部５には、底面６ａ及び側面６ｂを有する有底の座ぐり穴６が形成されている。座ぐり穴６は、開口部分が円形状に形成され、底面６ａが開口部分よりも小さな円形状に形成されている。また、座ぐり穴６は、その側面６ｂが底面６ａから開口部分に向かって広がるように傾斜する面となっている。この座ぐり穴６は、底面６ａ及び側面６ｂが、修理パッチ１０が接着される被接着面１５となっている。
被接着面１５は、底面６ａと側面６ｂとを有しており、被接着面１５の底面６ａが、接着面１１の頂面１０ｂに対向し、被接着面１５の側面６ｂが、接着面１１の側面１０ｃに対向している。ここで、座ぐり穴６の側面６ｂは、軸方向に直交する面で切った図２に示す断面において、対向する接着面１１の側面６ｂ側に凸となる曲面となっている。このとき、図２に示す断面において、曲面となる側面６ｂは、その曲率半径が第２曲率半径ｒ２となっている。
次に、図３を参照して、修理パッチ１０（点線）の形状と座ぐり穴６（実線）の形状とを比較し説明する。図３に示すように、軸方向に直交する面で切った図３に示す断面において、修理パッチ１０の形状と座ぐり穴６の形状とを比較すると、修理パッチ１０の底面１０ａ（表面１２）の第１表面側曲率半径Ｒ１は、被修理部５の外周面７の第２表面側曲率半径Ｒ２に比して小さいものとなっている。また、修理パッチ１０の側面１０ｃの第１曲率半径ｒ１は、被修理部５の座ぐり穴６の側面６ｂの第２曲率半径ｒ２に比して小さいものとなっている。
このため、修理パッチ１０が座ぐり穴６に接着される場合、修理パッチ１０は、被修理部５の外周面の周方向において、その両側が撓み、座ぐり穴６の側面６ｂに向かって近づく方向に残留応力が発生することとなる。
次に、図４及び図５を参照して、修理パッチ１０を成形する修理パッチ１０の成形方法について説明する。修理パッチ１０の成形方法では、成形治具２０を用いて、修理パッチ１０を成形している。先ず、図４を参照して、成形治具２０について説明する。
成形治具２０は、修理パッチ１０を成形する成形面２１を有し、成形面２１は、修理パッチ１０の接着面１１を成形する面となっている。つまり、成形面２１は、修理パッチ１０の接着面１１と相補的な形状となっている。具体的に、成形治具２０には、底面２１ａ及び側面２１ｂを有する有底の成形面２１が形成されている。成形面２１は、上方側が開口部分となっており、開口部分は円形状に形成され、底面６ａが開口部分よりも小さな円形状に形成されている。また、成形面２１は、その側面２１ｂが底面２１ａから開口部分に向かって広がるように傾斜する面となっている。そして、成形面２１は、底面２１ａが、修理パッチ１０の頂面１０ｂを成形する面となっており、側面２１ｂが、修理パッチ１０の側面１０ｃを成形する面となっている。この成形面２１は、修理パッチ１０の接着面１１と相補的な形状となっていることから、成形面２１の側面２１ｂは、成形面２１上に配置される強化繊維基材側に向かって凸となる第１曲率半径ｒ１の曲面となっている。そして、上記の成形治具２０の成形面２１により、修理パッチ１０の側面１０ｃを、第１曲率半径ｒ１の曲面とすることで、修理パッチ１０の底面１０ａを、第１表面側曲率半径Ｒ１の曲面に成形することができる。
図５に示すように、修理パッチ１０の成形方法では、図４に示す成形治具２０を用いて、修理パッチ１０を成形している。具体的に、修理パッチ１０の成形方法では、先ず、成形治具２０を準備する（ステップＳ１１：準備工程）。続いて、修理パッチ１０の成形方法では、成形治具２０の成形面２１に、強化繊維基材を複数積層していく（ステップＳ１２：積層工程）。積層工程Ｓ１２では、成形面２１の底面２１ａ側から径の小さい円形状の強化繊維基材を積層し、成形面２１の開口側に向かうにつれて、大きい径となる円形状の強化繊維基材を積層していく（ステップＳ１３）。また、積層工程Ｓ１２では、強化繊維基材を所定数だけ積層するごとに真空吸引を行っている。つまり、強化繊維基材を積層すると、積層される強化繊維基材の層間に空隙が形成される可能性があるため、定期的に真空吸引を行うことで、強化繊維基材の層間に形成される空隙を除去する。
修理パッチ１０の成形方法では、ステップＳ１３の後、複数積層した強化繊維基材を加熱して成形する（ステップＳ１４：成形工程）。成形工程Ｓ１４では、複数積層した強化繊維基材の表面にヒータマット２８を設置すると共に、真空吸引ポート２５を設置する。ヒータマット２８は、強化繊維基材としてのプリプレグの樹脂を溶融させて、一部熱硬化させる所定の温度となるように、プリプレグを加熱する。また、成形工程Ｓ１４では、ヒータマット２８を被覆するように、シール材３０を介してバッグフィルム（真空バッグ）２９を配置する。バッグフィルム２９は、修理パッチ１０よりも一回り大きく形成されており、シール材３０は、バッグフィルム２９と成形治具２０との間に気密に配置される。
成形工程Ｓ１４では、真空吸引ポート２５を介してバッグフィルム２９の内部を真空吸引することで、バッグフィルム２９の内部を真空状態とする。そして、成形工程Ｓ１４では、真空状態で、ヒータマット２８により加熱することで、仮硬化となる修理パッチ１０を成形する。
修理パッチ１０の成形方法では、成形工程Ｓ１４の後、成形された修理パッチ１０を成形治具２０から離形する（ステップＳ１５：離形工程）。
次に、図６を参照して、被修理部５を有する複合材１の修理方法について説明する。複合材１の修理方法では、上記の修理パッチ１０と、接着剤としての樹脂シート３５が用いられる。樹脂シート３５は、樹脂をシート状に形成したものであり、修理パッチ１０に用いられる樹脂と接着可能な材料となっている。なお、樹脂シート３５は、修理パッチ１０に用いられる樹脂と同じものであってもよいし、異なるものであってもよく、特に限定されない。また、修理パッチ１０は、径の異なる複数種の修理パッチ１０が用意され、形成される座ぐり穴６の形状（大きさ）に応じて適宜選択されて使用される。
複合材１の修理方法では、座ぐり穴形成工程Ｓ２１と、樹脂シート配置工程（接着剤配置工程）Ｓ２２と、修理パッチ配置工程Ｓ２４と、位置決め工程Ｓ２５と、成形工程（接着工程）Ｓ２６とを順に行っている。被修理部形成工程Ｓ２１を行う前において、複合材１の表面には、欠損部が形成されている。
座ぐり穴形成工程Ｓ２１では、複合材１の表面に形成された欠損部を切削等により加工して、図２及び図６に示す形状となる座ぐり穴６を形成する。座ぐり穴形成工程Ｓ２１では、図２及び図６に示す形状となる座ぐり穴６を形成することで、修理に適した形状とすることができる。具体的に、座ぐり穴６は、複合材１の被修理部５において、加工により除去される強化繊維基材の積層数が、修理パッチ１０の積層数と同じ数となるように加工される。このとき、座ぐり穴６は、修理パッチ１０の半径が一定の割合（ａ１）で大きくなるのと同様に、座ぐり穴６の半径は、底面６ａから開口部分に向かって、一定の割合（ａ１）で大きくなるように加工される。このとき、座ぐり穴６の底面６ａの半径は、修理パッチ１０の最も小さい径となる頂面１０ｂの半径と、ほぼ同じ大きさとなるように加工される。このため、修理パッチ１０の側面１０ｃと、座ぐり穴６の側面６ｂとの径方向における実長は、ほぼ同じ長さとなる。
樹脂シート配置工程Ｓ２２では、複合材１の表面から窪んで形成される座ぐり穴６に、樹脂シート３５を配置する。具体的に、樹脂シート配置工程Ｓ２２では、座ぐり穴６の底面６ａ及び側面６ｂに接して、これらの面を被覆するように、樹脂シート３５を配置する。
修理パッチ配置工程Ｓ２４では、樹脂シート３５上に、修理パッチ１０を配置する。このとき、修理パッチ１０の第１曲率半径ｒ１は、座ぐり穴６の第２曲率半径ｒ２に比して小さいものとなっていることから、被修理部５の周方向において、修理パッチ１０の中央部が僅かに浮き上がる場合があり、また、修理パッチ１０の両側が樹脂シート３５に当接する。また、修理パッチ配置工程Ｓ２４では、修理パッチ１０の表面に付与された指標１３に基づいて、座ぐり穴６が形成される被修理部５の軸方向と、修理パッチ１０の軸方向とが一致するように、樹脂シート３５を介して修理パッチ１０が座ぐり穴６に配置される。
位置決め工程Ｓ２５では、座ぐり穴６に対する修理パッチ１０の位置決めを行う。位置決め工程Ｓ２５では、真空吸引ポート３６を設置すると共に、修理パッチ１０を被覆するように、シール材３８を介してバッグフィルム（真空バッグ）３７を配置する。バッグフィルム３７は、修理パッチ１０よりも一回り大きく形成されており、シール材３０は、バッグフィルム３７と被修理部５との間に気密に配置される。位置決め工程Ｓ２５では、真空吸引ポート３６を介してバッグフィルム３７の内部を真空吸引することで、バッグフィルム３７の内部を真空状態とする。そして、位置決め工程Ｓ２５では、真空状態において、座ぐり穴６に対する修理パッチ１０の位置が適切な位置であるか否かを確認する。具体的に、位置決め工程Ｓ２５では、真空状態において、座ぐり穴６と修理パッチ１０との間の隙間が、樹脂シート３５の厚さよりも小さくなっているか否かを確認する。つまり、第２表面側曲率半径Ｒ２と第１表面側曲率半径Ｒ１との差、換言すれば、第２曲率半径ｒ２と第１曲率半径ｒ１との差は、真空状態において、座ぐり穴６と修理パッチ１０との間の隙間が、樹脂シート３５の厚さよりも小さくなるような差となっている。確認した後、位置決め工程Ｓ２５では、真空状態を解除して、バッグフィルム３７を取り外す。
成形工程Ｓ２６では、位置決めされた修理パッチ１０上に、ヒータマット３９を設置すると共に、真空吸引ポート３６を設置する。ヒータマット３９は、修理パッチ１０及び樹脂シート３５の樹脂を溶融させて完全硬化させるガラス転位温度以上となるように、修理パッチ１０及び樹脂シート３５を加熱する。また、成形工程Ｓ２６では、位置決め工程Ｓ２５と同様に、ヒータマット３９を被覆するように、シール材３８を介してバッグフィルム３７を配置する。
そして、成形工程Ｓ２６では、真空吸引ポート３６を介してバッグフィルム３７の内部を真空吸引することで、バッグフィルム３７の内部を真空状態とする。そして、成形工程Ｓ２６では、真空状態で、ヒータマット３９により樹脂を溶融させて、樹脂を完全硬化させることで、修理パッチ１０及び樹脂シート３５が被修理部５に一体となって硬化することで、補修部８が形成される（ステップＳ２７）。このとき、成形工程Ｓ２６では、昇温速度が一分間に５度以上となるように加熱温度を上昇させている。これは、修理パッチ１０及び樹脂シート３５を迅速に加熱することができるため、修理パッチ１０及び樹脂シート３５が完全硬化する前に、樹脂を好適に軟化させることができるためである。
以上のように、本実施形態によれば、第１表面側曲率半径Ｒ１の曲面を有する表面１２とすることができるため、被修理部５の外周面７が曲面となる場合であっても、外周面７の形状に倣って修理パッチ１０を接着させることができる。これにより、修理パッチ１０の周縁部に生じる、被修理部５から離れる側への残留応力を低減することができ、被修理部５からの修理パッチ１０のはく離を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、修理パッチ１０における表面１２の曲面を、被修理部５の外周面７の曲面に比して小さな曲率半径とすることで、座ぐり穴６に修理パッチ１０を接着した際に、修理パッチ１０の周縁部が座ぐり穴６側に近づく方向に、残留応力が発生する。このため、修理パッチ１０の周縁部に生じる、座ぐり穴６へ近づく側への残留応力を付与でき、座ぐり穴６からの修理パッチ１０のはく離をより抑制することができる。また、このような修理パッチ１０とすることで、座ぐり穴６に対してなじみ易い修理パッチ１０にできるため、予め複数種類の修理パッチ１０を用意する場合であっても、少ない種類で対応可能な修理パッチ１０とすることができる。
また、本実施形態によれば、仮硬化（プリキュア）した状態の修理パッチ１０を、座ぐり穴６に配置することができる。このため、修理パッチ１０を完全硬化させる際に、修理パッチ１０を軟化させることができ、これにより、修理パッチ１０を座ぐり穴６に好適になじませる、つまり、修理パッチ１０の形状を座ぐり穴６に倣った形状にすることができる。このため、修理パッチ１０における残留応力の発生を抑制でき、座ぐり穴６からの修理パッチ１０のはく離をより抑制することができる。
また、本実施形態によれば、円筒形の外周面、いわゆるシングルコンター面を有する被修理部５に、修理パッチ１０を好適に接着することができる。
また、本実施形態によれば、修理パッチ１０の表面１２に指標１３を付すことで、座ぐり穴６に対する修理パッチ１０の姿勢が適切となるように配置することができる。
また、本実施形態によれば、成形治具２０の成形面２１が修理パッチ１０の接着面１１を成形する面となっているため、接着面１１の形状を精度よく成形することができる。
また、本実施形態によれば、真空状態において、座ぐり穴６と修理パッチ１０との間の隙間を樹脂シート３５の厚さよりも小さくできるため、座ぐり穴６と修理パッチ１０とを、樹脂シート３５に適切に密着させることができる。このため、座ぐり穴６と修理パッチ１０との間への気泡の混入を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、位置決め工程Ｓ２５において、座ぐり穴６、修理パッチ１０及び樹脂シート３５の位置決めを行うことができるため、修理パッチ１０を座ぐり穴６に好適に接着することができる。
また、本実施形態によれば、仮硬化（プリキュア）した状態の修理パッチ１０を、座ぐり穴６に配置することができる。このため、修理パッチを完全硬化させる際に、修理パッチ１０を軟化させることができ、これにより、修理パッチ１０を座ぐり穴６に好適になじませることができる。このため、修理パッチ１０における残留応力の発生を抑制でき、座ぐり穴６からの修理パッチ１０のはく離をより抑制することができる。
また、本実施形態によれば、昇温速度を一分間に５度以上にできるため、修理パッチ１０及び樹脂シート３５を、ガラス転位温度以上となるように、迅速に加熱することができるため、修理パッチ１０及び樹脂シート３５が完全硬化する前に、好適に軟化させることができる。
なお、本実施形態の修理パッチ１０の接着面１１に、接着面１１に対してはく離可能なピールプライを、さらに設けてもよい。この構成によれば、ピールプライを引きはがすことで、修理パッチ１０の接着面１１を活性化させることができるため、座ぐり穴６への接着性を高めることができる。
また、本実施形態において、修理パッチ１０の表面１２における第１表面側曲率半径Ｒ１は、一定の曲率半径とする必要はなく、被修理部５の周方向において、中央部から外側に向かうにつれて、第１表面側曲率半径Ｒ１が小さくなるようにしてもよい。この構成によれば、厚さが薄い修理パッチ１０の外側の周縁部は変形し易いものとなる。このため、中央部に比して外側の第１表面側曲率半径Ｒ１を小さくすることで、修理パッチ１０の周縁部が、座ぐり穴６になじみ易いものとなる。
さらに、本実施形態の成形治具２０に代えて、図７に示す成形治具４０を用いてもよい。図７は、本実施形態に係る修理パッチを成形する成形治具の他の一例を模式的に示す断面図である。
図７に示す成形治具４０は、修理パッチ１０を成形する成形面４１を有し、成形面４１は、修理パッチ１０の表面１２を成形する面となっている。つまり、成形面４１は、修理パッチ１０の表面１２と相補的な形状となっている。具体的に、成形治具４０には、第１表面側曲率半径Ｒ１となる成形面４１が形成されている。成形面４１の第１表面側曲率半径Ｒ１は、被修理部５の外周面７の第２表面側曲率半径Ｒ２に比して小さいものとなっている。成形面４１は、上方側が開口部分となっており、開口部分は円形状に形成され、軸方向に直交する面で切った断面において、下方側に凸となる湾曲面となっている。つまり、図７に示す成形治具４０と、図４に示す成形治具２０とを比較すると、成形治具４０の成形面４１と、成形治具２０の表面とが同じ第１表面側曲率半径Ｒ１となっており、成形治具４０により形成される修理パッチ１０の側面１０ｃと、成形治具２０の側面２１ｂとが同じ第１曲率半径ｒ１となっている。
この構成によれば、成形治具４０は、その成形面４１が修理パッチ１０の表面１２を成形する面となっているため、表面１２の形状を精度よく成形することができる。
また、図７に示す成形治具４０の変形例として、修理パッチ１０の表面１２における第１表面側曲率半径Ｒ１が、中央部から外側に向かうにつれて小さくなるような、図８に示す成形治具４０ａを用いてもよい。具体的に、図８に示す成形治具４０ａは、成形面４１の第１表面側曲率半径Ｒ１の径を、中央部から外側に向かうにつれて小さく変化させることで、修理パッチ１０の第１曲率半径ｒ１も変化させている。
また、本実施形態では、被修理部５として、複合材１の外周面７を適用したが、図１０に示すように、複合材１の内周面９を適用してもよい。この場合、被修理部５には、底面６ａ及び側面６ｂを有する有底の座ぐり穴６が形成され、上記の座ぐり穴６とほぼ同様の構成となっている。また、修理パッチ１０も、底面１０ａ、頂面１０ｂ及び側面１０ｃを有するものとなっており、上記の修理パッチ１０とほぼ同様の構成となっている。
ここで、被修理部５における内周面９は、その第２表面側曲率半径Ｒ２が、修理パッチ１０の表面１２（１０ａ）の第１表面側曲率半径Ｒ１よりも小さなものとなっている。換言すれば、修理パッチ１０の表面１２（１０ａ）の第１表面側曲率半径Ｒ１は、被修理部５における内周面９の第２表面側曲率半径Ｒ２よりも大きなものとなっている。一方で、座ぐり穴６の側面６ｂは、その第２曲率半径ｒ２が、修理パッチ１０の側面１０ｃの第１曲率半径ｒ１よりも大きなものとなっている。換言すれば、修理パッチ１０の側面１０ｃの第１曲率半径ｒ１は、被修理部５の座ぐり穴６の側面６ｂの第２曲率半径ｒ２に比して小さいものとなっている。
このため、被修理部５として、複合材１の内周面９を適用する場合であっても、修理パッチ１０の表面１２の第１表面側曲率半径Ｒ１を、内周面９の第２表面側曲率半径Ｒ２よりも大きなものとし、修理パッチ１０の側面１０ｃの第１曲率半径ｒ１を、座ぐり穴６の側面６ｂの第２曲率半径ｒ２に比して小さな曲率半径とすることで、座ぐり穴６に修理パッチ１０を接着した際に、修理パッチ１０の周縁部が座ぐり穴６側に近づく方向に、残留応力が発生する。このため、修理パッチ１０の周縁部に生じる、座ぐり穴６へ近づく側への残留応力を付与でき、座ぐり穴６からの修理パッチ１０のはく離を抑制することができる。
ここで、図１０に示す修理パッチ１０を成形する成形治具としては、図１１に示す成形治具６０を用いる。
図１１に示す成形治具６０は、修理パッチ１０を成形する成形面６１を有し、成形面６１は、修理パッチ１０の表面１２（１０ａ）を成形する面となっている。つまり、成形面６１は、修理パッチ１０の表面１２と相補的な形状となっている。具体的に、成形治具６０には、第１表面側曲率半径Ｒ１となる成形面６１が形成されている。成形面６１の第１表面側曲率半径Ｒ１は、被修理部５の内周面９の第２表面側曲率半径Ｒ２に比して大きいものとなっている。
この構成によれば、成形治具６０は、その成形面６１が修理パッチ１０の表面１２を成形する面となっているため、修理パッチ１０の表面１２の形状を精度よく成形することができる。
１ 複合材
５ 被修理部
６ 座ぐり穴
６ａ 底面
６ｂ 側面
７ 外周面
８ 補修部
９ 内周面
１０ 修理パッチ
１０ａ 底面
１０ｂ 頂面
１０ｃ 側面
１１ 接着面
１２ 表面
１３ 指標
１５ 被接着面
２０ 成形治具
２１ 成形面
２１ａ 底面
２１ｂ 側面
２５ 真空吸引ポート
２８ ヒータマット
２９ バッグフィルム
３０ シール材
３５ 樹脂シート
３６ 真空吸引ポート
３７ バッグフィルム
３８ シール材
３９ ヒータマット
４０ 成形治具
４０ａ 成形治具
４１ 成形面
６０ 成形治具
６１ 成形面
ｒ１ 第１曲率半径
ｒ２ 第２曲率半径
Ｒ１ 第１表面側曲率半径
Ｒ２ 第２表面側曲率半径

Claims (18)

  1. 複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチにおいて、
    前記被修理部に形成される被接着面に対向する面となる、前記被修理部に接着される接着面と、
    厚さ方向において前記接着面の反対側の面となる表面と、を備え、
    前記表面は、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、所定の第１表面側曲率半径となる曲面を有することを特徴とする修理パッチ。
  2. 前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、
    前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有し、
    前記表面は、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる前記第１表面側曲率半径の曲面を有し、
    前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して小さいものとなっていることを特徴とする請求項１に記載の修理パッチ。
  3. 前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、厚さ方向における厚さが薄くなっており、
    前記表面は、前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、前記第１表面側曲率半径が小さくなることを特徴とする請求項２に記載の修理パッチ。
  4. 前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、
    前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径となる曲面を有し、
    前記表面は、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる前記第１表面側曲率半径の曲面を有し、
    前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して大きなものとなっていることを特徴とする請求項１に記載の修理パッチ。
  5. 前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、厚さ方向における厚さが薄くなっており、
    前記表面は、前記所定方向において、中央部から外側に向かうにつれて、前記第１表面側曲率半径が大きくなることを特徴とする請求項４に記載の修理パッチ。
  6. 前記複合材は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたものであり、
    前記熱硬化性樹脂は、仮硬化されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の修理パッチ。
  7. 前記接着面に対してはく離可能に接着されるピールプライをさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の修理パッチ。
  8. 前記被修理部が、軸方向に沿って延在する円筒形の場合、
    前記表面には、視認により前記軸方向を判別可能な指標が付されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の修理パッチ。
  9. 複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチの成形方法において、
    成形面を有する成形治具を用いて、前記成形面に強化繊維基材を複数積層する積層工程と、
    複数積層した前記強化繊維基材を加熱して成形する成形工程と、を備え、
    前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、
    前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有しており、
    前記成形治具を用いて、前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して小さくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする修理パッチの成形方法。
  10. 複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチの成形方法において、
    成形面を有する成形治具を用いて、前記成形面に強化繊維基材を複数積層する積層工程と、
    複数積層した前記強化繊維基材を加熱して成形する成形工程と、を備え、
    前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、
    前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記成形治具を用いて、前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して大きくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする修理パッチの成形方法。
  11. 複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理方法において、
    前記被修理部を補修するための複合材の修理パッチが予め用意されており、
    前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、
    前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有しており、
    前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して小さくなっており、
    前記被修理部の前記被接着面に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
    前記接着剤を介して。前記修理パッチの前記接着面を前記被接着面に対向させて配置する修理パッチ配置工程と、
    前記被修理部に前記修理パッチを接着させる接着工程と、を備えることを特徴とする複合材の修理方法。
  12. 複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理方法において、
    前記被補修部を補修するための複合材の修理パッチが予め用意されており、
    前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、
    前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記第１表面側曲率半径は、前記第２表面側曲率半径に比して大きくなっており、
    前記被修理部の前記被接着面に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
    前記接着剤を介して。前記修理パッチの前記接着面を前記被接着面に対向させて配置する修理パッチ配置工程と、
    前記被修理部に前記修理パッチを接着させる接着工程と、を備えることを特徴とする複合材の修理方法。
  13. 前記接着工程では、前記修理パッチを真空バッグで被覆し、前記真空バッグの内部を真空引きすることで、前記被修理部に前記修理パッチを押圧した真空状態とし、前記真空状態で前記接着剤を加熱することで、前記被修理部に前記修理パッチを接着させており、
    前記第２表面側曲率半径と前記第１表面側曲率半径との差は、前記真空状態において、前記被修理部と前記修理パッチとの間の隙間が、前記接着剤の厚さよりも小さくなるような差となっていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の複合材の修理方法。
  14. 前記接着工程の前に行われ、前記被修理部に対する前記修理パッチの位置を位置決めする位置決め工程を、さらに備え、
    前記位置決め工程では、前記修理パッチを真空バッグで被覆し、前記真空バッグの内部を真空引きすることで、前記被修理部に前記修理パッチを押圧することを特徴とする請求項１１から１３のいずれか１項に記載の複合材の修理方法。
  15. 前記修理パッチの複合材は、強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させ、前記熱硬化性樹脂を仮硬化したものであり、
    前記接着剤は、前記熱硬化性樹脂であり、
    前記接着工程では、前記修理パッチを真空バッグで被覆し、前記真空バッグの内部を真空引きすることで、前記被修理部に前記修理パッチを押圧した真空状態とし、前記真空状態で前記熱硬化性樹脂を加熱することで、前記被修理部に前記修理パッチを接着させており、
    前記接着工程では、前記熱硬化性樹脂のガラス転位温度以上となるように所定の昇温速度で加熱することを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の複合材の修理方法。
  16. 前記所定の昇温速度は、一分間に５度以上となるように加熱温度を上昇させる昇温速度であることを特徴とする請求項１５に記載の複合材の修理方法。
  17. 複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチを成形する成形治具において、
    前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の外周面であり、
    前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記接着面側から前記表面側に向かって凸となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記被修理部の外周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記外周面側から前記円筒形外部側に向かって凸となる第２表面側曲率半径となる曲面を有しており、
    前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して小さくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする成形治具。
  18. 複合材の修理対象となる被修理部を補修する複合材の修理パッチを成形する成形治具において、
    前記被修理部は、軸方向に沿って延在する円筒形の内周面であり、
    前記修理パッチは、厚さ方向において前記被修理部に接着される接着面の反対側の面となる表面が、前記表面内の所定方向に交差する面で切った断面において、前記表面側から前記接着面側に向かって凹となる第１表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記被修理部の内周面は、前記表面内の前記所定方向に交差する面で切った断面において、前記円筒形内部側から前記内周面側に向かって凹となる第２表面側曲率半径の曲面を有しており、
    前記第１表面側曲率半径が、前記第２表面側曲率半径に比して大きくなるように、前記修理パッチを成形することを特徴とする成形治具。
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