JP4929147B2 - 樹脂製品の修理方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製品の複雑形状部分、特にＩ字型部材やコ字型部材の内側コーナー部分に発生した損傷部を修理する方法に関する。

近年、航空機、宇宙機器、自動車、鉄道などの構成部品に、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が採用されている。このようなＦＲＰ部品に欠陥や損傷が発生した場合、プリプレグで作製した修理パッチを用いて修理される（例えば特許文献１）。すなわち、先ず欠陥や損傷が発生した損傷部分を研削により除去し、研削した箇所に接着フィルムと修理パッチを載せる。そして修理パッチをバックフィルムなどの被覆材で覆い、被覆した部分を真空引きし、修理パッチを研削部に押し付ける。その状態で加熱し、接着フィルムと修理パッチとを硬化させて、損傷部を修理する。
米国特許第６７６１７８３号明細書

上記の修理方法では、平板部などの単純形状部分であれば、真空引きした際に修理パッチに均一に圧力がかかるので良好な品質で修理を行うことができ、有利である。しかし、例えばＩ字型部材やコ字型部材の内側コーナーの狭隘な部位など複雑な形状を有する部分に発生した損傷を修理する場合は、真空引きした際に内側コーナー部分を十分に排気することが出来ず、修理パッチに圧力を均一にかけることができない。そのため、修理パッチと内側コーナー部分との間に空隙が発生し、良好な品質で修理することができないという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、樹脂製品の複雑形状部分に発生した損傷部を良好な品質で修理する方法を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、樹脂製品の複雑形状部分の損傷部を修理する方法であって、前記損傷部に充填材を充填し、該充填材上に修理パッチを配置し、該修理パッチを被覆材で被覆し、前記修理パッチを加圧しながら加熱して、前記修理パッチを前記損傷部に固着させることを特徴とする樹脂製品の修理方法である。上記発明において、複雑形状部分はＩ字型部材またはコ字型部材の内側コーナー部分とされる。

本発明によれば、複雑形状部分の損傷部に充填材を充填することで、樹脂製部材と修理パッチとの間に空隙が発生するのを防止する。また、コーナー半径が大きくなるので内側コーナー部分にも圧力がかかりやすくなる。従って、Ｉ字型部材やコ字型部材の内側コーナー部分などの複雑形状部分であっても良好な品質で修理することが可能となる。

上記発明において、前記被覆材の内側部分を真空にすることによって、前記修理パッチを加圧することができる。こうすることで、複雑形状部分にも修理パッチが押し付けられ、良好な品質で修理することができる。この場合、前記修理パッチと前記被覆材との間に、更に押え冶具を配置しても良い。これにより、被覆材内側を真空にした際に押え冶具により複雑形状部分の修理パッチにも圧力が掛かりやすくなり、複雑形状部分にも修理パッチが確実に押し付けられる。また、加熱した際に押え冶具の熱膨張による圧力が更に付加できるという効果も得られる。

また、上記発明において、バルーンを用いて前記修理パッチを加圧しても良い。バルーンを用いることで、複雑形状部分の修理パッチにも圧力が掛かる。従って、複雑形状部分にも修理パッチが確実に押し付けられ、修理パッチに空隙が発生するのを防止することができる。

また、上記発明において、押え冶具とクランプとを用いて前記修理パッチを加圧しても良い。こうすれば、複雑形状部分であっても容易に圧力を掛け修理パッチを押し付けることができる。

本発明によれば、複雑形状部分の損傷部に充填材を充填することで、修理パッチに空隙が生じるのを防止でき、複雑形状部分にも圧力を掛けることができる。従って、複雑形状を有する部材であっても、良好な品質で修理することが可能となる。

以下では、Ｉ字型部材またはコ字型部材の内側コーナー部分における損傷部を修理する場合を例に挙げ、本発明の修理方法を説明する。
図１はＩ字型部材またはコ字型部材の内側コーナー部分の断面図であり、大気圧によって修理パッチを加圧する場合の実施形態を説明する。

まず、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）またはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製の樹脂製品１の内側コーナー部分における欠陥や損傷が発生した損傷部を、研削により除去、又は平滑にサンディングする。平滑にサンディングした場合には損傷部に接着剤を併用してもよい。
その後、内側コーナー部分に充填材２を充填する。充填材２は、一方向形状や織物状の炭素繊維やガラス繊維などに熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグ、または樹脂とされる。プリプレグを充填材に用いる場合、例えばプリプレグを丸めて内側コーナー部分に配置する。
このように内側コーナー部分に充填材を充填することで、内側コーナー部分と修理パッチとの間に空隙が発生するのを防止できる。また、コーナー部分の半径Ｒが擬似的に大きくなるので、狭隘な内側コーナー部分にも圧力が掛かりやすくなる。このとき、Ｒを５以上になるように充填材を充填すると、内側コーナー部分に確実に圧力が掛かるので好ましい。Ｒが５未満であると、内側コーナー部分と修理パッチとの間に空隙が残りやすく、内側コーナー部分に圧力が掛かりにくくなるので、良好な品質で修理を施すことができない。

充填材２の上に、炭素繊維またはガラス繊維などのプリプレグから成る修理パッチ３を載せる。更にバックフィルム４で修理パッチ３全体を被覆し、被覆材４を固定する。なお、バックフィルム４で被覆した部分を真空引きできるように、バックフィルム４に排気用口金５を設けておく。

バックフィルム４で被覆した部分を排気用口金５を介して真空引きし、大気圧を利用して修理パッチ３を樹脂製品１の内側コーナー部分へと押し付ける。この状態で加熱し、充填材２及び修理パッチ３を熱硬化させ、修理パッチ３を内側コーナー部分に固着させる。このようにして、Ｉ字型部材やコ字型部材の内側コーナー部分の損傷部を修理する。

上記の方法で修理を施すと、内側コーナー部分と修理パッチとの間に空隙が発生するのを防止することができるので、良好な品質で修理を施すことができる。

図２は、図１で説明した実施形態において、更に押え冶具を用いて修理パッチを加圧する場合の実施形態を示す。
図１の実施形態と同様に、Ｉ字型またはコ字型の樹脂製品１の内側コーナー部分に充填材２を充填し、その上に修理パッチ３を配置する。修理パッチ３上に押え冶具６を配置してからバックフィルム４で被覆する。押え冶具６は、例えばシリコンゴム製の冶具とされ、修理パッチ全体を押さえることができる大きさとする。

バックフィルム４で被覆した部分を排気用口金５を介して真空引きし、大気圧によって修理パッチ３を樹脂製品１の内側コーナー部分へと押し付ける。この状態で加熱して充填材２及び修理パッチ３を熱硬化させて修理パッチ３を内側コーナー部分に固着させ、樹脂製品の損傷部を修理する。本実施形態では押え冶具６を使用するので、修理パッチ３に圧力が掛かりやすくなり、特に内側コーナー部分にも確実に圧力をかけることができる。更に、加熱時に押え冶具６が熱膨張するので、押え冶具の熱膨張による圧力も修理パッチ３に加えることができる。このため、内側コーナー部分と修理パッチとの間に空隙が発生せず、より良好な品質で修理することができる。なお、修理パッチ３と押え冶具６との間に離型フィルム（不図示）を配置しておくと、修理後に押え冶具を取り除きやすくなる。

図３に、バルーンを用いて修理パッチを加圧する場合の実施形態を示す。
図１と同様に、Ｉ字型またはコ字型の樹脂製品１の内側コーナー部分に充填材２を充填する。その上に修理パッチ３を配置しバックフィルム４で被覆する。バックフィルム４の外側にバルーン７とバルーン押え冶具８を設置する。バルーンの大きさは、バルーンを膨らませた時に修理パッチ全体を加圧できる大きさとする。バルーン７を膨らませて修理パッチ３を加圧してから加熱し、充填材２及び修理パッチ３を熱硬化させ、内側コーナー部分に修理パッチ３を固着させる。バルーンを使用すれば、内側コーナー部分の形状に合わせてバルーン形状が自在に変化するので、内側コーナー部分も確実に加圧することができ、修理品質がより良好となる。

図４に、押え冶具とクランプとを用いて修理パッチを加圧する場合の実施形態を示す。
Ｉ字型の樹脂製品１の内側コーナー部分に、図１と同様に充填材（図示せず）を充填し、その上に修理パッチ３を配置する。修理パッチ３の上に、シリコンゴム製などの押え冶具９を配置する。押え冶具９は、修理パッチ３全体を押さえることができる大きさとする。押え冶具９の上をバックフィルムで被覆し、更にクランプ１０で押え冶具９を固定し、修理パッチ３を加圧する。この状態で加熱して充填材及び修理パッチ３を熱硬化させて修理パッチ３を内側コーナー部分に固着させる。これにより、内側コーナー部分の損傷を良好な品質で修理することができる。また、図４の実施形態はクランプと押え冶具を用いるので、簡便に修理パッチを加圧することができるので有利である。

本発明の修理方法の一実施形態を説明する断面図である。 本発明の修理方法の他の実施形態を説明する断面図である。 本発明の修理方法の他の実施形態を説明する断面図である。 本発明の修理方法の他の実施形態を説明する斜視図である。

符号の説明

１ 樹脂製品
２ 充填材
３ 修理パッチ
４ バックフィルム
５ 排気用口金
６，９ 押え冶具
７ バルーン
８ バルーン押え冶具
１０ クランプ

Claims (7)

1. 樹脂製品の複雑形状部分の損傷部を修理する方法であって、前記損傷部に充填材を充填し、該充填材上に修理パッチを配置し、該修理パッチを被覆材で被覆し、前記修理パッチを加圧しながら加熱して、前記修理パッチを前記損傷部に固着させることを特徴とする樹脂製品の修理方法。
2. 前記複雑形状部分が、Ｉ字型部材またはコ字型部材の内側コーナー部分であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製品の修理方法。
3. 前記被覆材の内側を真空にすることによって、前記修理パッチを加圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂製品の修理方法。
4. 前記修理パッチと前記被覆材との間に、更に押え冶具を配置することを特徴とする請求項３に記載の樹脂製品の修理方法。
5. バルーンを用いて前記修理パッチを加圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂製品の修理方法。
6. 押え冶具とクランプとを用いて前記修理パッチを加圧することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂製品の修理方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の方法によって修理された樹脂製品。

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