JPH058316A - 複合材製構造体の製造方法 - Google Patents
複合材製構造体の製造方法Info
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- JPH058316A JPH058316A JP16564591A JP16564591A JPH058316A JP H058316 A JPH058316 A JP H058316A JP 16564591 A JP16564591 A JP 16564591A JP 16564591 A JP16564591 A JP 16564591A JP H058316 A JPH058316 A JP H058316A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造時の労力の低減、重量の軽減が可能であ
り、製品品質を安定させることができる製造方法を実現
する。 【構成】 スキン１は予め成形され硬化されるためその
形状が維持され良好な品質が確保され、ストリンガ４ａ
は耐熱軽量発泡体コア５ａを用いて成形されるため成形
治具を不要とし、一体硬化時にその形状は維持され、ま
た、フレーム２ａ，３ａは剛性材料とシリコンゴムを併
用したフレーム成形治具６，８を用いて成形されるため
スキン１とフレーム２ａ，３ａの形状差は上記治具が吸
収し安定した接着が行われることによって、軽量で品質
が安定し低コストの複合材製構造体の製造方法を実現す
る。
り、製品品質を安定させることができる製造方法を実現
する。 【構成】 スキン１は予め成形され硬化されるためその
形状が維持され良好な品質が確保され、ストリンガ４ａ
は耐熱軽量発泡体コア５ａを用いて成形されるため成形
治具を不要とし、一体硬化時にその形状は維持され、ま
た、フレーム２ａ，３ａは剛性材料とシリコンゴムを併
用したフレーム成形治具６，８を用いて成形されるため
スキン１とフレーム２ａ，３ａの形状差は上記治具が吸
収し安定した接着が行われることによって、軽量で品質
が安定し低コストの複合材製構造体の製造方法を実現す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機のテールコーン
等に適用される複合材製構造体の製造方法に関する。
等に適用される複合材製構造体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】複合材料で製作されたテールコーンの主
要構成要素は、図１０に示すようにスキン１５とフレー
ム１６とストリンガ１７である。
要構成要素は、図１０に示すようにスキン１５とフレー
ム１６とストリンガ１７である。
【０００３】従来の複合材製構造体の製造方法において
は、図８に示すようにスキン１５、フレーム１６、スト
リンガ１７の個々の部品をあらかじめ積層し硬化させた
後、それぞれの部品を接着又はファスナで結合する二次
組立方式、あるいは、図９に示すように個々の部品を積
層し予備成形した後、一体組付けし硬化させる一体成形
方式があった。
は、図８に示すようにスキン１５、フレーム１６、スト
リンガ１７の個々の部品をあらかじめ積層し硬化させた
後、それぞれの部品を接着又はファスナで結合する二次
組立方式、あるいは、図９に示すように個々の部品を積
層し予備成形した後、一体組付けし硬化させる一体成形
方式があった。
【０００４】上記フレーム１６とストリンガ１７の結合
には、荷重に応じていろいろな形が採用されているが、
成形材料の展開、切りこみに労力を必要としていた。
には、荷重に応じていろいろな形が採用されているが、
成形材料の展開、切りこみに労力を必要としていた。
【０００５】上記一体成形方式では、フレーム１６、ス
トリンガ１７の下で圧力が不均一になりやすく、スキン
表面の品質の安定性にかけ、また、ストリンガには成形
治具が必要であるが、その構造上の特徴から硬化後の分
離に問題があり、治具に種々の工夫がなされていた。
トリンガ１７の下で圧力が不均一になりやすく、スキン
表面の品質の安定性にかけ、また、ストリンガには成形
治具が必要であるが、その構造上の特徴から硬化後の分
離に問題があり、治具に種々の工夫がなされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法において、
個々の部品を硬化後に接着又はファスナで組立てる二次
組立方式では、接着する場合は、接着工程に労力と副資
材を必要とし、また、ファスナ組立の場合は、穴明け加
工、締付けに労力を必要とし、重量増加をもたらしてい
た。また、一体成形方式では、一体組付け、硬化の工程
において、均一な熱及び圧力を各部品に加えるため、治
具等に多大な工夫を必要とし、開発費の増加をまねく一
方、製品の品質の安定性確保に多大な労力を必要として
いた。
個々の部品を硬化後に接着又はファスナで組立てる二次
組立方式では、接着する場合は、接着工程に労力と副資
材を必要とし、また、ファスナ組立の場合は、穴明け加
工、締付けに労力を必要とし、重量増加をもたらしてい
た。また、一体成形方式では、一体組付け、硬化の工程
において、均一な熱及び圧力を各部品に加えるため、治
具等に多大な工夫を必要とし、開発費の増加をまねく一
方、製品の品質の安定性確保に多大な労力を必要として
いた。
【０００７】本発明は、従来の製造方法がもつ以上のよ
うな課題を解消させ、軽量で品質が安定し、安価な複合
材製構造体の製造方法を提供することを目的とする。
うな課題を解消させ、軽量で品質が安定し、安価な複合
材製構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の複合材製構造体
の製造方法は、成形材料を積層してスキンを成形した後
硬化させ、耐熱発泡体コア上に成形材料を積層してスト
リンガを成形し、剛性材料とシリコンゴムを併用したフ
レーム成形治具に成形材料を積層してフレームを成形し
た後、上記スキン上に上記ストリンガとフレームを組付
け、一体硬化させることを特徴としている。
の製造方法は、成形材料を積層してスキンを成形した後
硬化させ、耐熱発泡体コア上に成形材料を積層してスト
リンガを成形し、剛性材料とシリコンゴムを併用したフ
レーム成形治具に成形材料を積層してフレームを成形し
た後、上記スキン上に上記ストリンガとフレームを組付
け、一体硬化させることを特徴としている。
【０００９】
【作用】上記において、スキンは成形した後、ストリン
ガ及びフレームの組付け前に硬化させるため、その形状
が維持され良好な品質を確保することができる。
ガ及びフレームの組付け前に硬化させるため、その形状
が維持され良好な品質を確保することができる。
【００１０】ストリンガの成形は、耐熱軽量発泡体コア
に成形材料を積層するため、ストリンガ成形治具を不要
とし、ストリンガ成形後の治具の分離も不要である。ま
た、上記発泡体コアは耐熱性を有するため、ストリンガ
のスキン上への組付け後の一体硬化時においてもその形
状は維持される。なお、上記発泡体コアはストリンガ内
に残存するため若干の重量増となるが、軽量のため問題
とならない。
に成形材料を積層するため、ストリンガ成形治具を不要
とし、ストリンガ成形後の治具の分離も不要である。ま
た、上記発泡体コアは耐熱性を有するため、ストリンガ
のスキン上への組付け後の一体硬化時においてもその形
状は維持される。なお、上記発泡体コアはストリンガ内
に残存するため若干の重量増となるが、軽量のため問題
とならない。
【００１１】フレームの成形は、剛性材料とシリコンゴ
ムを併用したフレーム成形治具に成形材料を積層して行
うため、フレームのスキン上への組付け時において、ス
キンとフレームのわずかな形状差はフレーム成形治具が
吸収し、フレームフランジ部への加圧を確保し、スキン
との接着を安定化させる。また、フレーム成形治具の剛
性材料とスキン等に設けた他の金具との締結によりフレ
ームの位置決め精度の向上が可能である。
ムを併用したフレーム成形治具に成形材料を積層して行
うため、フレームのスキン上への組付け時において、ス
キンとフレームのわずかな形状差はフレーム成形治具が
吸収し、フレームフランジ部への加圧を確保し、スキン
との接着を安定化させる。また、フレーム成形治具の剛
性材料とスキン等に設けた他の金具との締結によりフレ
ームの位置決め精度の向上が可能である。
【００１２】上記組付けは、接着により行うため、フレ
ームとストリンガの結合部の形状を単純化することがで
き、結合力の確保と積層及び組付け時間を短縮すること
ができる。
ームとストリンガの結合部の形状を単純化することがで
き、結合力の確保と積層及び組付け時間を短縮すること
ができる。
【００１３】上記により、軽量で品質が安定し低コスト
の複合材製構造体の製作方法を実現する。
の複合材製構造体の製作方法を実現する。
【００１４】
【実施例】本発明の第１実施例について、図１乃至図３
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１５】図１乃至図３は、本実施例の複合材製構造
体の製造方法の概要を記述したもので、テールコーン構
造の一部をあらわしている。実際のテールコーンの全体
の構造は、フレーム及びストリンガの本数が増え、形状
が曲面となる等設計的な配慮がなされるが、基本的には
図１と同じである。
体の製造方法の概要を記述したもので、テールコーン構
造の一部をあらわしている。実際のテールコーンの全体
の構造は、フレーム及びストリンガの本数が増え、形状
が曲面となる等設計的な配慮がなされるが、基本的には
図１と同じである。
【００１６】図１に示す本実施例は、成形材料を積層し
てスキン１を成形した後硬化させ、耐熱軽量発泡体コア
５ａ上に成形材料を積層してストリンガ４ａを成形し、
剛性材料とシリコンゴムを併用したフレーム成形治具６
に成形材料を積層してコの字形状のフレーム２ａを成形
し、フレームＬ字型積層治具８に成形材料を積層してＬ
字形状のフレーム３ａを成形した後、上記スキン１上に
上記ストリンガ４ａとフレーム２ａ，３ａを組付け、一
体硬化させる。
てスキン１を成形した後硬化させ、耐熱軽量発泡体コア
５ａ上に成形材料を積層してストリンガ４ａを成形し、
剛性材料とシリコンゴムを併用したフレーム成形治具６
に成形材料を積層してコの字形状のフレーム２ａを成形
し、フレームＬ字型積層治具８に成形材料を積層してＬ
字形状のフレーム３ａを成形した後、上記スキン１上に
上記ストリンガ４ａとフレーム２ａ，３ａを組付け、一
体硬化させる。
【００１７】上記において、スキン１は、低膨張合金治
具を使用して炭素繊維と樹脂系複合材料よりなる成形材
料を積層し成形し、硬化させる。
具を使用して炭素繊維と樹脂系複合材料よりなる成形材
料を積層し成形し、硬化させる。
【００１８】上記スキン１の成形に用いるスキン成形治
具は低膨張合金のものであるため、硬化後のスキン１と
治具の形状差が少なく、スキン１へのフレーム２ａ，２
ｂの組付けを容易としている。また、テールコーンのス
キンは、通常、薄肉でなめらかな曲面板であり、硬化面
が機体外面になるため、表面の平滑性が必要とされる
が、スキン１のみをあらかじめ硬化させるため、スキン
１は良好な品質を確保することができる。
具は低膨張合金のものであるため、硬化後のスキン１と
治具の形状差が少なく、スキン１へのフレーム２ａ，２
ｂの組付けを容易としている。また、テールコーンのス
キンは、通常、薄肉でなめらかな曲面板であり、硬化面
が機体外面になるため、表面の平滑性が必要とされる
が、スキン１のみをあらかじめ硬化させるため、スキン
１は良好な品質を確保することができる。
【００１９】次に、矩形断面に加工した軽量耐熱発泡体
コア５ａの上に成形材料を積層し、ストリンガ４ａを成
形する。このときは、スプレーのりかフィルムのりを使
用して成形材料と発泡体コア５ａとの密着性を上げ、形
状の保持を可能として積層作業を容易とし、組付け前の
形状を固定して組付けを容易とするとともに、予備成形
が省略できるものとしている。
コア５ａの上に成形材料を積層し、ストリンガ４ａを成
形する。このときは、スプレーのりかフィルムのりを使
用して成形材料と発泡体コア５ａとの密着性を上げ、形
状の保持を可能として積層作業を容易とし、組付け前の
形状を固定して組付けを容易とするとともに、予備成形
が省略できるものとしている。
【００２０】また、ストリンガ４ａの成形には発泡体コ
ア５ａを用いているが、この発泡体コア５ａは成形材料
の硬化条件に耐えうるものであり、ストリンガ成形治具
を不要とし、スキン１の上でストリンガ４ａを硬化させ
ると同時に、スキン１に接着できるものとし、成形治具
の分離も不要としている。若干の重量増加となるが、成
形作業は容易となる。
ア５ａを用いているが、この発泡体コア５ａは成形材料
の硬化条件に耐えうるものであり、ストリンガ成形治具
を不要とし、スキン１の上でストリンガ４ａを硬化させ
ると同時に、スキン１に接着できるものとし、成形治具
の分離も不要としている。若干の重量増加となるが、成
形作業は容易となる。
【００２１】つづいて、図２に示すようにフレーム成形
治具６に成形材料を積層してコの字形状のフレーム２ａ
を成形する。このときも、スプレーのりかフィルムのり
を使用して成形材料と治具６を発着させ、形状保持を確
実にしている。上記フレーム２ａは、硬化と同時にスキ
ン１に接着されるが、剛性材料とシリコンゴム併用のフ
レーム成形治具６を使用しているため、これがスキン１
とフレーム２ａのわずかな形状差を吸収し、フレームフ
ランジ部への加圧を確保し、スキン１との接着を安定さ
せている。また、フレーム成形治具６の剛性材料とスキ
ン等に設けた他の金具との締結により、フレーム２ａの
位置決め精度を向上させることができる。
治具６に成形材料を積層してコの字形状のフレーム２ａ
を成形する。このときも、スプレーのりかフィルムのり
を使用して成形材料と治具６を発着させ、形状保持を確
実にしている。上記フレーム２ａは、硬化と同時にスキ
ン１に接着されるが、剛性材料とシリコンゴム併用のフ
レーム成形治具６を使用しているため、これがスキン１
とフレーム２ａのわずかな形状差を吸収し、フレームフ
ランジ部への加圧を確保し、スキン１との接着を安定さ
せている。また、フレーム成形治具６の剛性材料とスキ
ン等に設けた他の金具との締結により、フレーム２ａの
位置決め精度を向上させることができる。
【００２２】なお、上記フレーム２ａのストリンガ４ａ
と結合する部分は、成形材料に切りこみを入れ、治具６
に密着させる。Ｌ字形状のフレーム３ａについては、図
３に示すようにフレームＬ字型積層治具８に成形材料を
積層して、上記フレーム２ａと同様に成形する。
と結合する部分は、成形材料に切りこみを入れ、治具６
に密着させる。Ｌ字形状のフレーム３ａについては、図
３に示すようにフレームＬ字型積層治具８に成形材料を
積層して、上記フレーム２ａと同様に成形する。
【００２３】上記それぞれ形状が形成されたスキン１、
ストリンガ４ａ、フレーム２ａ，３ａについては、次の
ように組付けが行われる。まず、スキン硬化用治具に硬
化したスキン１を配置し、発泡体コア５ａに成形材料を
積層したストリンガ４ａを上記スキン１の所定の位置に
配置する。このとき、スキン１とストリンガ４ａの間に
フィルム接着剤を使用してもよい。
ストリンガ４ａ、フレーム２ａ，３ａについては、次の
ように組付けが行われる。まず、スキン硬化用治具に硬
化したスキン１を配置し、発泡体コア５ａに成形材料を
積層したストリンガ４ａを上記スキン１の所定の位置に
配置する。このとき、スキン１とストリンガ４ａの間に
フィルム接着剤を使用してもよい。
【００２４】次に、コの字形状のフレーム２ａのストリ
ンガ結合部をストリンガ４ａの所定の位置に合わせてフ
レーム２ａをストリンガ４ａの上に配置し、フレーム成
形治具端部７をスキン硬化用治具に設置したフレーム治
具固定金具に取付ける。その後、Ｌ字形状のフレーム３
ａをコの字形状のフレーム２ａと位置合せして合体させ
る。フレーム２ａ，３ａとスキン１間のフィルム接着剤
の使用は、ストリンガ４ａの組付けの場合と同様であ
る。
ンガ結合部をストリンガ４ａの所定の位置に合わせてフ
レーム２ａをストリンガ４ａの上に配置し、フレーム成
形治具端部７をスキン硬化用治具に設置したフレーム治
具固定金具に取付ける。その後、Ｌ字形状のフレーム３
ａをコの字形状のフレーム２ａと位置合せして合体させ
る。フレーム２ａ，３ａとスキン１間のフィルム接着剤
の使用は、ストリンガ４ａの組付けの場合と同様であ
る。
【００２５】上記のようにスキン１にストリンガ４ａ及
びフレーム２ａ，３ａを組付けた後は、通常の複合材部
品の成形と同様に副資材、バッグフィルムを配置し、加
圧、加熱し成形する。
びフレーム２ａ，３ａを組付けた後は、通常の複合材部
品の成形と同様に副資材、バッグフィルムを配置し、加
圧、加熱し成形する。
【００２６】上記により、軽量で品質の安定した複合材
テールコーンを容易に製作することが可能となった。な
お、成形材料の発泡体コア、フレーム成形治具への積層
において、密着、形状保持性が良好な場合は、スプレー
のり又はフィルムのりの使用は必要としない。
テールコーンを容易に製作することが可能となった。な
お、成形材料の発泡体コア、フレーム成形治具への積層
において、密着、形状保持性が良好な場合は、スプレー
のり又はフィルムのりの使用は必要としない。
【００２７】本発明の第２実施例を図４を参照しながら
説明する。図４に示す本実施例は、フレーム９，１０と
結合するストリンガ１１の結合部には軽量耐熱発泡体コ
ア１２がないものとし、ストリンガ１１の成形材料のみ
がフレーム９，１０と結合する方式としている。この形
状の場合には、第１実施例のフレーム２ａにおいて設け
られていたストリンガが挿入される矩形の凹みが不要と
なり、フレームの積層、一体組付が容易となる。従っ
て、軽量で品質の安定した複合材製テールコーンをさら
に容易に製作することができる。
説明する。図４に示す本実施例は、フレーム９，１０と
結合するストリンガ１１の結合部には軽量耐熱発泡体コ
ア１２がないものとし、ストリンガ１１の成形材料のみ
がフレーム９，１０と結合する方式としている。この形
状の場合には、第１実施例のフレーム２ａにおいて設け
られていたストリンガが挿入される矩形の凹みが不要と
なり、フレームの積層、一体組付が容易となる。従っ
て、軽量で品質の安定した複合材製テールコーンをさら
に容易に製作することができる。
【００２８】本発明の第３実施例を図５を参照しながら
説明する。図５に示す本実施例は、第１実施例に記載し
たストリンガ用の軽量耐熱発泡体コア５ａの断面形状を
台形の発泡体コア５ｂとしたものである。
説明する。図５に示す本実施例は、第１実施例に記載し
たストリンガ用の軽量耐熱発泡体コア５ａの断面形状を
台形の発泡体コア５ｂとしたものである。
【００２９】本発明の第４実施例を図６を参照しながら
説明する。図６に示す本実施例は、第１実施例に記載し
たストリンガ用の軽量耐熱発泡体コア５ａの断面形状を
三角形の発泡体コア５ｃとしたものである。
説明する。図６に示す本実施例は、第１実施例に記載し
たストリンガ用の軽量耐熱発泡体コア５ａの断面形状を
三角形の発泡体コア５ｃとしたものである。
【００３０】本発明の第５実施例を図７を参照しながら
説明する。図７に示す本実施例は、第１実施例に記載し
たストリンガ用の軽量耐熱発泡体コア５ａの断面形状を
半円形の発泡体コア５ｄとしたものである。
説明する。図７に示す本実施例は、第１実施例に記載し
たストリンガ用の軽量耐熱発泡体コア５ａの断面形状を
半円形の発泡体コア５ｄとしたものである。
【００３１】上記第３乃至第５実施例はストリンガ形状
を変更した場合の対応を示したもので、作用及び効果に
ついては第１実施例と同様である。また、これらについ
ては、第２実施例のように、ストリンガとフレームの結
合を平坦とすることもできる。
を変更した場合の対応を示したもので、作用及び効果に
ついては第１実施例と同様である。また、これらについ
ては、第２実施例のように、ストリンガとフレームの結
合を平坦とすることもできる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の複合材製構造体の製造方法にお
いては、スキンが予め成形され硬化されるためその形状
が維持され良好な品質が確保され、ストリンガは耐熱軽
量発泡体コアを用いて成形されるため成形治具を不要と
し、一体硬化時にその形状は維持され、また、フレーム
は剛性材料とシリコンゴムを併用したフレーム成形治具
を用いて成形されるためスキンとフレームの形状差は上
記治具が吸収し安定した接着が行われることによって、
軽量で品質が安定し低コストの複合材製構造体の製造方
法を実現する。
いては、スキンが予め成形され硬化されるためその形状
が維持され良好な品質が確保され、ストリンガは耐熱軽
量発泡体コアを用いて成形されるため成形治具を不要と
し、一体硬化時にその形状は維持され、また、フレーム
は剛性材料とシリコンゴムを併用したフレーム成形治具
を用いて成形されるためスキンとフレームの形状差は上
記治具が吸収し安定した接着が行われることによって、
軽量で品質が安定し低コストの複合材製構造体の製造方
法を実現する。
【図１】本発明の第１実施例に係る製造方法の説明図で
ある。
ある。
【図２】上記第１実施例に係るコの字形状のフレームの
説明図である。
説明図である。
【図３】上記第１実施例に係るＬ字形状のフレームの説
明図である。
明図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る製造方法の説明図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第３実施例に係るフレーム及びストリ
ンガの形状説明図である。
ンガの形状説明図である。
【図６】本発明の第４実施例に係るフレーム及びストリ
ンガの形状説明図である。
ンガの形状説明図である。
【図７】本発明の第５実施例に係るフレーム及びストリ
ンガの形状説明図である。
ンガの形状説明図である。
【図８】従来の二次組立方式の製造方法の説明図であ
る。
る。
【図９】従来の一体成形方式の製造方法の説明図であ
る。
る。
【図１０】従来のテールコーン構造の一部分についての
説明図である。
説明図である。
１ スキン ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ コの字形状のフレーム ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ Ｌ字形状のフレーム ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ ストリンガ ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 軽量耐熱発泡体コア ６ フレーム成形治具 ７ フレーム成形治具端部 ８ フレームＬ字型積層治具 ９ コの字形状のフレーム １０ Ｌ字形状のフレーム １１ ストリンガ １２ 軽量耐熱発泡体コア
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 成形材料を積層してスキンを成形した後
硬化させ、耐熱発泡体コア上に成形材料を積層してスト
リンガを成形し、剛性材料とシリコンゴムを併用したフ
レーム成形治具に成形材料を積層してフレームを成形し
た後、上記スキン上に上記ストリンガとフレームを組付
け、一体硬化させることを特徴とする複合材製構造体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564591A JPH058316A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 複合材製構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16564591A JPH058316A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 複合材製構造体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH058316A true JPH058316A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=15816303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16564591A Withdrawn JPH058316A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 複合材製構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH058316A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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