JPH04100839U - 複合材構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 折曲部材とフィラーとの間の隙間を、完全に
埋め、かつ完成品の外面に、凹みが生じない。 【構成】 溝形に成形した２個の折曲部材２２，２３を
背合わせに組合わせ、その外面側に、フィラー２５およ
び平板部材２４を配置する。そして、平板部材２４の外
面側から圧力を加え、折曲部材２２，２３、フィラー２
５および平板部材２４を一体に接合する。フィラー２５
の断面形状を、両側面が、折曲部材２２，２３の折曲げ
Ｒ部の外面の曲率に近似する曲率で湾曲し、かつ先端面
が、平板部材２４に向かって凸に湾曲する扇状とする。
これにより、フィラー２５が変形して、隙間３３を完全
に埋め尽した時点で、フィラー２５の先端面が平面にな
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、繊維強化樹脂複合材を組合わせてＩ型あるいはＴ型等の形状に製作 される複合材構造体に係り、特に製品表面の凹みを防止することができる複合材 構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、航空機の構造部材として使用される繊維強化樹脂複合材部品は、薄い 素材を複数枚積層して成形されており、また、所定の形状を得るためには、いく つかの形に分けて成形を行なってから、これらを組合わせる方法が採られている 。 そして、これら一連の作業は、すべて手作業で行なわれている。

【０００３】 ところで、Ｉ型あるいはＴ型等の形状を複合材料を用いて成形する場合には、 例えば特開昭５８−２０５７３０号公報あるいは実開昭５８−２０５７３０号公 報に示されているように、２枚の折曲部材を背合わせに接合するとともに、これ ら両折曲部材の外面側に平板部材を配置し、かつ２枚の折曲部材と平板部材とで 囲まれる空隙内にプリプレグのフィラーを介装して加圧加熱成形する方法を採っ ている。

【０００４】 図１４ないし図２４は、Ｉ型形状の完成品を、複合材料を用いて成形する場合 の従来の成形方法を示すものである。すなわち、図１４に示すＩ型の完成品１を 成形する場合には、まず図１５に示すように、成形型２，３の成形面上に薄い素 材を複数枚順次積層していき、両端部がほぼ９０度に折曲げられた溝形の折曲部 材４，５を成形する。

【０００５】 次いで、図１６に示すように、前記両折曲部材４，５を背合わせに接合した後 、図１７に示すように、両折曲部材４，５の折曲げ部分の間に、プリプレグのフ ィラー６を配置し、次いで、図１８に示すように、これらの外面に、コールプレ ートまたはキャップ等の平板部材７を配置して加圧８を行ない、図１９に示すよ うに、両折曲部材４，５、フィラー６および平板部材７を一体化する。そしてそ の後、これらを硬化補助材９で包み、加圧加熱成形を実施して図１４の完成品１ を得る。

【０００６】 ところで、前記フィラー６は、図２０に示すように、フィラー成形型１０とフ ィラー成形プレート１１とを用いて成形され、このフィラー６は、図２１および 図２２に示すように、両側の側面６ａ，６ｂが、前記折曲部材４，５の外面の曲 率に近似する曲率で湾曲し、かつこれら両側面６ａ，６ｂの先端間を連結する外 端面６ｃが、平坦面をなす断面形状となっている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の成形方法においては、フィラー６の外端面６ｃが平坦面をなしてい るため、図１８における加圧により、図２３に示すように、フィラー６の外面に 凹み１２が生じるとともに、図１４および図２４に示すように、完成品１の外面 にも凹み１３が生じるという問題がある。

【０００８】 すなわち、折曲部材４，５の成形は、前述のようにすべて手作業で行なわれて いるため、折曲げＲ部が同一の曲率とはならない。このため、この部分にフィラ ー６を配置すると、図１７に示すように、各折曲部材４，５の外面とフィラー６ との間に隙間１４が生じることになる。そして、この状態で、加圧加熱成形を実 施すると、フィラー６が前記隙間１４を埋めるように変形し、これが凹み１２， １３を発生させる原因となっている。

【０００９】 本考案は、かかる現況に鑑みなされたもので、完成品の表面に凹みを生じさせ ることがない複合材構造体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 本考案は、前記目的を達成する手段として、板状をなす繊維強化樹脂複合材の 端部をほぼ９０度に折曲げて形成される２枚の折曲部材を、背合わせに接合する とともに、これら両折曲部材の外面側に、繊維強化樹脂複合材からなる平板部材 を配置し、かつ２枚の折曲部材と平板部材とで囲まれる空隙内に、プリプレグの フィラーを介装した複合材構造体において、前記フィラーを、両側面が、前記各 折曲部材の外面の曲率に近似する曲率で湾曲し、かつこれら両側面の先端間を連 結する外端面が、前記平板部材側に凸に湾曲する扇形の断面形状とするようにし たことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

本考案に係る複合体構造体においては、２枚の折曲部材と平板部材とで囲まれ る空隙内に介装するフィラーの外端面が、従来のように平坦面ではなく、平板部 材側に凸に湾曲している。このため、各折曲部材の外面とフィラーとの間に隙間 が生じ、加圧加熱成形の実施により、フィラーがこの隙間を埋めるように変形し ても、凸状をなすフィラーの外端面が平坦になった時点で、前記隙間が完全に埋 められ、フィラー外面や完成品の外面に凹みが生じることはない。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１ないし図１３を参照して説明する。

【００１３】 図２は、本考案に係る複合材構造体の一例として、Ｉ型に成形された完成品２ １を示すもので、この完成品２１は、図１に示すように、溝形をなす２枚の折曲 部材２２，２３と、これら両折曲部材２２，２３の外面側に配置される２枚の平 板部材２４と、２枚の折曲部材２２，２３と平板部材２４とで囲まれる二箇所の 空隙内にそれぞれ介装される２本のプリプレグのフィラー２５とを組合わせて成 形されるようになっている。

【００１４】 前記各折曲部材２２，２３は、図３に示すように、成形型２６，２７の成形面 上に、薄い素材を所定枚数順次積層して、両端部がほぼ９０度に折曲げられた溝 形に成形されるようになっており、これら両折曲部材２２，２３は、図４に示す ように、背合わせに接合されるようになっている。そして、両折曲部材２２，２ ３の折曲げＲ部の間には、フィラー２５がそれぞれ配置されるようになっている 。

【００１５】 前記各フィラー２５は、図５ないし図７に示すように、フィラー成形型２８と フィラー成形プレート２９とを用いて成形されるようになっており、このように して成形された各フィラー２５は、図８および図９に示すように、両側の側面２ ５ａ，２５ｂが、各折曲部材２２，２３の折曲げＲ部外面の曲率に近似する曲率 で湾曲し、かつこれら両側面２５ａ，２５ｂの先端間を連結する外端面２５ｃが 、平板部材２４側に凸に湾曲する扇形の断面形状をなしている。

【００１６】 すなわち、前記フィラー成形型２８には、図１０に示すように、フィラー２５ の両側面２５ａ，２５ｂを成形するための主空間３０が設けられているとともに 、前記フィラー成形プレート２９には、フィラー２５の外端面２５ｃを成形する ための補助空間３１が設けられており、補助空間３１の体積は、前記主空間３０ の体積の１５〜２５％に設定されている。そして、これら両空間３０，３１内に 素材を充填し、図１１に示すように、真空圧または加圧３２を用い、フィラー成 形プレート２９をフィラー成形型２８に押付けることにより、フィラー２８が成 形されるようになっている。

【００１７】 次に、本実施例の作用について説明する。

【００１８】 完成品２１の成形に際しては、まず、図３に示すように、成形型２６，２７を 用いて各折曲部材２２，２３を成形するとともに、図４に示すように、これら両 折曲部材２２，２３を背合わせに接合する。そして、両折曲部２２，２３の折曲 げＲ部の間に、予め成形されたフィラー２５をそれぞれ配置するとともに、図１ ２に示すように、これらの外面側に、平板部材２４をそれぞれ配置する。

【００１９】 ところで、この状態では、各折曲部材２２，２３の折曲げＲ部外面とフィラー ２５との間には、図１２に示すように隙間３３が形成されている。

【００２０】 次いで、各平板部材２４の外面側から、図１２に示すように加圧３４を施し、 折曲部材２２，２３、フィラー２５および平板部材２４を一体化する。すると、 フィラー２５は、前記隙間３３を埋めるように変形し、図１３に示すように、凸 状をなすフィラー２５の外端面２５ｃが平坦になった状態で、前記隙間３３が完 全に埋め尽される。

【００２１】 そこで、この一体品の外面を、図示しない硬化補助材で包んで加圧加熱成形を 実施する。すると、図２に示すように、外面に凹みが全くない完成品２１が成形 される。

【００２２】 なお、本考案者等が幾多の実験を行なった結果、フィラー２５が各部材２２， ２３，２４とほぼ同一の材質である場合、図１０に示す補助空間３１の体積を、 主空間３０の体積の１５〜２５％に設定した場合に、上面が最も平坦で凹凸がな く、しかも隙間３３が完全に埋め尽されることが確認されている。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、フィラーを、その外端面が平板部材側に凸に湾 曲する扇状の断面形状をしているので、外面が平坦で、しかも折曲部材および平 板部材とフィラーとの間に隙間がない複合材構造体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る複合材構造体の成形前
の状態を示す構成図。

【図２】図１の構成で得られる完成品を示す斜視図。

【図３】折曲部材の成形方法を示す説明図。

【図４】２枚の折曲部材を背合わせに接合し、その間に
フィラーを配置した状態を示す説明図。

【図５】前記フィラーの成形装置を示す構成図。

【図６】図５の平面図。

【図７】図５の右側面図。

【図８】前記成形装置で成形されたフィラーを示す斜視
図。

【図９】このフィラーの断面形状を示す説明図。

【図１０】フィラー成形型に形成される主空間とフィラ
ー成形プレートに形成される補助空間との関係を示す説
明図。

【図１１】フィラー成形型とフィラー成形プレートとを
用いたフィラー成形方法を示す説明図。

【図１２】フィラーと折曲部材との間に形成される隙間
を示す説明図。

【図１３】フィラーの変形により折曲部材との間の隙間
が埋められた状態を示す説明図。

【図１４】従来の複合材構造体を示す斜視図。

【図１５】従来の折曲部材の成形方法を示す説明図。

【図１６】２枚の折曲部材を背合わせに接合した状態を
示す説明図。

【図１７】これら両折曲部材の間にフィラーを配置した
状態を示す説明図。

【図１８】フィラーの外面側に平板部材を配して一体化
した状態を示す説明図。

【図１９】一体品を硬化補助材を用いて加圧加熱成形す
る状態を示す説明図。

【図２０】従来のフィラー形成装置を示す構成図。

【図２１】この成形装置で成形されたフィラーを示す斜
視図。

【図２２】このフィラーの断面形状を示す説明図。

【図２３】フィラー外面に発生する凹みを示す説明図。

【図２４】完成品の外面に発生する凹みを示す説明図。

【符号の説明】

２１ 完成品 ２２ 折曲部材 ２３ 折曲部材 ２４ 平板部材 ２５ フィラー ２５ａ 側面 ２５ｂ 側面 ２５ｃ 外端面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】板状をなす繊維強化樹脂複合材の端部をほ
   ぼ９０度に折曲げて形成される２枚の折曲部材を、背合
   わせに接合するとともに、これら両折曲部材の外面側
   に、繊維強化樹脂複合材からなる平板部材を配置し、か
   つ２枚の折曲部材と平板部材とで囲まれる空隙内に、プ
   リプレグのフィラーを介装した複合材構造体において、
   前記フィラーを、両側面が、前記各折曲部材の外面の曲
   率に近似する曲率で湾曲し、かつこれら両側面の先端間
   を連結する外端面が、前記平板部材側に凸に湾曲する扇
   状の断面形状としたことを特徴とする複合材構造体。