JPS58179637A - Light hollow body for high load - Google Patents
Light hollow body for high loadInfo
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- JPS58179637A JPS58179637A JP57062060A JP6206082A JPS58179637A JP S58179637 A JPS58179637 A JP S58179637A JP 57062060 A JP57062060 A JP 57062060A JP 6206082 A JP6206082 A JP 6206082A JP S58179637 A JPS58179637 A JP S58179637A
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- Japan
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- hollow body
- cylindrical body
- resin
- high load
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高い曲げ荷重や圧縮荷重に耐えられるように
した複合材(例えば、炭素繊維とエボキノプリプレグ)
製の軽量中空体に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a composite material (e.g., carbon fiber and evokino prepreg) capable of withstanding high bending and compressive loads.
Concerning lightweight hollow bodies made of
このような中空体は、例えば衛星打上げ用ロケットにお
いて3段ロケットモータと衛星とを結合している衛星分
離部に用いられているが、ロケットのペイロードが同一
でも、より重い衛星の打上げを可能にするため、」:環
中空体の強度を十分に保ちながら、できるだけその軽量
化をはかることが求められている0
ところで、複合利製の中空体は全金属製(例えばアルミ
ニウム合金製)のものに比べて軽く作れるが、複合制製
の外板を金属製のフレームで接続すると全複合材製の場
合に比べて重くなるという問題点があり、捷だ全複合材
製の中空体でもその壁部をコルゲート状に成形したので
は、端部を他部品と結合する際の端末処理に困難をきた
すという問題点がある。Such hollow bodies are used, for example, in the satellite separation part that connects the third-stage rocket motor and the satellite in satellite launch vehicles, but even if the payload of the rocket is the same, it is possible to launch a heavier satellite. In order to achieve this, it is necessary to reduce the weight of the ring hollow body as much as possible while maintaining sufficient strength.By the way, the composite hollow body is made entirely of metal (for example, aluminum alloy). However, there is a problem in that when a composite skin is connected with a metal frame, it becomes heavier than when it is made entirely of composite materials, and even if the hollow body is made entirely of composite materials, its walls If it is formed into a corrugated shape, there is a problem in that it is difficult to process the ends when joining them to other parts.
さらに、全複合材製の中空体の壁部に補強用のストリン
ガを2次接着により増刊ける場合は、剪断強度が十分で
なく、接着剤の重量がかさむという問題点もある。Furthermore, when reinforcing stringers are added to the wall of a hollow body made entirely of composite material by secondary adhesion, there are also problems in that the shear strength is insufficient and the weight of the adhesive increases.
本発明は、上述の諸問題を解決して、十分な強度を得な
がら軽量化をはかJ圭るようにした高荷重用軽量中空体
を提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a lightweight hollow body for heavy loads that is lightweight while providing sufficient strength.
このため本発明の高荷重用軽量中空体は、筒状本体と、
その側壁に一体成形により設けられた補強用ストリンガ
とをそなえるとともに、上記筒状本体の端部周面に沿っ
て接着された環状部材をそなえ、上記環状部材が一方向
材を周方向のみに積層して成形されていることを特徴と
している。Therefore, the lightweight hollow body for heavy loads of the present invention has a cylindrical body,
A reinforcing stringer is integrally formed on the side wall thereof, and an annular member is bonded along the circumferential surface of the end of the cylindrical body, and unidirectional materials are laminated only in the circumferential direction of the annular member. It is characterized by being molded.
以下、図面により本発明の一実施例としての高荷重軽量
中空体について説明すると、第1図はその斜視図、第2
図は第1図の■−■矢視断面図、第3図はその製作工程
図である。Hereinafter, a high-load lightweight hollow body as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view thereof, and FIG.
The figure is a sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing the manufacturing process.
第1.2図に示すように、複合積層4Aとしての強化プ
ラスチックで作られた筒状本体1はその端部において上
部フランジ2おJ:び下部フラン73を有し、また筒状
本体1の内側壁には、こノ土と同じ複合積層材から成る
多数の補強用ストリンガ4が一体成形により列設されて
いる。As shown in FIG. 1.2, the cylindrical body 1 made of reinforced plastic as a composite laminate 4A has an upper flange 2 and a lower flange 73 at its ends, and also has an upper flange 2 and a lower flange 73. On the inner wall, a large number of reinforcing stringers 4 made of the same composite laminated material as this clay are integrally molded and arranged in a row.
さらに、この筒状本体1の上部フランジ2には、フィラ
メントワインティング法で炭素繊維のごとき一方向制を
周方向のみに積層1〜て成形された環状部月5が、常温
接着剤により地利けられている。Further, on the upper flange 2 of this cylindrical body 1, an annular portion 5 formed by laminating unidirectional carbon fibers such as carbon fibers only in the circumferential direction by the filament winding method is attached to the upper flange 2 using a room-temperature adhesive. It is being
次に、本発明の高荷重軽量中空体の製作工程につき、第
3図を参照して説明する。Next, the manufacturing process of the high-load, lightweight hollow body of the present invention will be explained with reference to FIG.
(]二程1 )
ストリンガ用モールドは、工程7の完了後に離脱するの
で、離型性のよいテフロンを使用する。′81:たマン
ドレル1−よび/リンダは金属製のものを使用する。(Step 2 1) Since the stringer mold will be removed after step 7 is completed, use Teflon, which has good mold releasability. '81: The mandrel 1 and/or cylinder are made of metal.
(二F程2 、)
マンドレルおよびフランジとカーボンF’RPトノ離型
をよくするために、マンドレルおよびシリンダにシリコ
ン塗布、シリコン塗布焼付は等の離型処理を行なう。(Step 2) In order to improve the mold release of the mandrel and flange from the carbon F'RP tonnage, the mandrel and cylinder are coated with silicone, and the silicone coating and baking process is performed.
(工程3)
工程1で準備されたモールドおよびフランジに、それぞ
れエボギシプリプレグを積層させレジンの吸い取りを行
なって、ストリンガおよび筒状本体の成形を行なう。(Step 3) Evogishi prepreg is laminated on the mold and flange prepared in Step 1, and the resin is sucked off to form a stringer and a cylindrical body.
特に、筒状本体のフランジ部分については積層枚数が多
く(全積層枚数は110p1y)、一度にレジンを吸い
取ることは困難なため、 )二度にわけて
レジンの吸い取りを行なう。In particular, the flange portion of the cylindrical body has a large number of laminated sheets (the total number of laminated sheets is 110p1y) and it is difficult to suck up the resin at once, so the resin is sucked off in two parts.
一般に180°C硬化タイプのエボキンII脂でけ12
0’CX30分程度でよい。このレジン吸い取りは、各
積層体を最終的硬化のための組付は前に成形品寸度(厚
さ9近くにするために行なわれるもので、いわゆるプリ
プレグ中の余剰樹脂を吸い取ること(脱レジン)である
。Generally, 180°C hardening type Evokin II fatoke 12
0'CX about 30 minutes is enough. This resin suction is performed to reduce the molded product size (nearly 9 mm in thickness) before assembling each laminate for final curing. ).
このレジン吸い取りを行なうと、つぎの利点がある。This resin blotting has the following advantages.
(1)組付は時のマッチィングが容易になる。(1) Matching during assembly becomes easier.
(2)硬化後の寸法精度が向−1ニする。(2) Dimensional accuracy after curing is improved by -1.
(3)硬化時のブリーダクロスが不要になる。(3) No need for a bleeder cloth during curing.
ナオ、環状部材についてはフィラメントワインティング
法のため、レジンの吸い取りは行なわれない。As for the annular member, the filament winding method is used, so the resin is not absorbed.
工程ニー3における筒状本体についてのバノギイングの
説明図における符号aはフランジ壁を示し、b、cおよ
びdはそれぞれバノギイング材としてのバキーーームフ
ィルム(ナイロン)、ブリーダクロス(ガラスクロス)
およびピルプライ(ナイロンクロス9を示し、eはプリ
プレグ、fはシールを示す。In the explanatory diagram of the banoguiing for the cylindrical body in process knee 3, the symbol a indicates the flange wall, and b, c and d are the banoguiing materials such as buckyme film (nylon) and bleeder cloth (glass cloth), respectively.
and pill ply (indicates nylon cloth 9, e indicates prepreg, f indicates seal).
(工程4)
筒状本体フランジ部分については、第一次積層してから
、レシンの吸い取りを行なったのち、その」二に第二次
積層を行なう。(Step 4) Regarding the flange portion of the cylindrical body, first lamination is performed, resin is sucked off, and then second lamination is performed.
第二次のレジンの吸い取りは、工程6の硬化時にレジン
の吸い取りができるので、ここでのレジンの吸い取りは
不要である。The second resin blotting can be done during curing in step 6, so the resin blotting here is not necessary.
(工程5)
本体にストリンガを組付ける。バノギイングは工程3と
同じ方法で行なう。ただし、レジンの吸い取りは工程4
の第二次積層した部分だけとする。(Step 5) Assemble the stringer to the main body. Banogiing is done in the same way as step 3. However, blotting the resin is step 4.
Only the second laminated part.
(工程6)
硬化(1例として180°CX2時間+90 psi)
はプリプレグレジンの硬化特性に合わせて温度および時
間を七ノド(1例として180’Cx2時間)する0圧
力はオートクレーブなどを用いて35〜7kg/′cm
2ゲージ圧を加えると繊維含有率の多いボイドの少ない
成形品が得られる〇
(工程7)
ストリンガ用のモールドを離脱する。(Step 6) Curing (180°C for 2 hours + 90 psi as an example)
The temperature and time are adjusted to the curing characteristics of the prepreg resin for 7 hours (180'C x 2 hours as an example).The zero pressure is 35-7 kg/'cm using an autoclave etc.
By applying 2 gauge pressure, a molded product with high fiber content and few voids can be obtained. (Step 7) Remove the stringer mold.
(工程8)
1程9で接着さノ]、る、フィラメントワインティング
法で成形し7た環状部制と、筒状本体のフランツ部分と
を加工する。(Step 8) Process the annular part formed by the filament winding method 7 and the flange part of the cylindrical body.
(工程9)
プリプレグのレジンと親和性(Af f 1nity
)のよい常温型接着剤を使用して、筒状本体の端部周面
に沿い環状部材を接着する。(Step 9) Affinity of prepreg with resin (Af f 1nity
)) Glue the annular member along the circumference of the end of the cylindrical body using a room-temperature adhesive with a good temperature.
なお、筒状本体の断面形状は、円形のほか角形など、適
宜の中空形状とすることができる。Note that the cross-sectional shape of the cylindrical body may be circular, square, or any other suitable hollow shape.
このようにして製作された本発明の中空体は、複合材に
よるセミモノコック構造となり、軽量で、しかも高強度
が得られるのであって、特にその筒状本体の端部におい
ては、フィラメントワインティング法で一方向材を周方
向のみに積層し成形した環状部材を接着することにより
、軽量化をはかりながら、高い強度と剛性とが得られる
のである。The hollow body of the present invention manufactured in this way has a semi-monocoque structure made of composite materials, and is lightweight and has high strength.Especially at the end of the cylindrical body, the filament winding method is used. By laminating unidirectional materials only in the circumferential direction and bonding the formed annular member, high strength and rigidity can be obtained while reducing weight.
第1,2図は本発明の一実施例としての高荷重用軽量中
空体を示すもので、第1図はその斜視図、第2図は第1
図のII −II矢視断面図、第:3図はその製作T程
図である。
l・・筒状本体、2・・上部フランジ、3・・下部フラ
ンジ、4・・スi・リンガ、5・・環状部材。
少代理人 弁理士 飯 沼 義彦
第1頁の続き
[相]発 明 者 酒谷芳秋
名古屋市港区大江町10番地三菱
重工業株式会社名古屋航空機製
作所内
0発 明 者 山本哲也
名古屋市港区大江町10番地三菱
重工業株式会社名古屋航空機製
作所内
0発 明 者 小野義雄
名古屋市港区大江町10番地三菱
重工業株式会社名古屋航空機製
作所内
0発 明 者 稲熊睦雄
名古屋市港区大江町10番地三菱
重工業株式会社名古屋航空機製
作所内
■出 願 人 三菱重工業株式会社
東京都千代田区丸の内2丁目5
番1号
217−Figures 1 and 2 show a lightweight hollow body for heavy loads as an embodiment of the present invention. Figure 1 is a perspective view thereof, and Figure 2 is a
The sectional view taken along the line II--II in the figure, and Figure 3, are the manufacturing process diagrams. l...Cylindrical main body, 2...Upper flange, 3...Lower flange, 4...Si ringer, 5...Annular member. Minor Agent Yoshihiko Iinuma, Patent Attorney Continued from page 1 [Partner] Inventor Yoshiaki Sakatani, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Nagoya Aircraft Works, 10 Oe-cho, Minato-ku, Nagoya Inventor: Tetsuya Yamamoto 10 Oe-cho, Minato-ku, Nagoya Address Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Nagoya Aircraft Works. Author: Yoshio Ono. 10 Oe-cho, Minato-ku, Nagoya. Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagoya Aircraft Works. Author: Mutsuo Inaguma. 10 Oe-cho, Minato-ku, Nagoya. Author: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagoya. Inside the aircraft manufacturing facility ■Applicant: Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 2-5-1-217 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo
Claims (1)
用ストリンガとをそなえるとともに、−、Jl記筒状本
体の端部周面に沿って接着された環状部材をそなえ、−
]−記環状部月が一方向材を周方向のみに積層して成形
されていることを特徴とする、高荷重用軽量中空体。It comprises a cylindrical body, a reinforcing stringer integrally formed on the side wall thereof, and an annular member glued along the peripheral surface of the end of the cylindrical body, -
] - A lightweight hollow body for heavy loads, characterized in that the annular portion is formed by laminating unidirectional materials only in the circumferential direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57062060A JPS58179637A (en) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | Light hollow body for high load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57062060A JPS58179637A (en) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | Light hollow body for high load |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58179637A true JPS58179637A (en) | 1983-10-20 |
JPH0224720B2 JPH0224720B2 (en) | 1990-05-30 |
Family
ID=13189203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57062060A Granted JPS58179637A (en) | 1982-04-14 | 1982-04-14 | Light hollow body for high load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58179637A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008184156A (en) * | 2004-04-06 | 2008-08-14 | Boeing Co:The | Composite barrel section for aircraft fuselage and other structure, and method and system for manufacturing such barrel section |
-
1982
- 1982-04-14 JP JP57062060A patent/JPS58179637A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008184156A (en) * | 2004-04-06 | 2008-08-14 | Boeing Co:The | Composite barrel section for aircraft fuselage and other structure, and method and system for manufacturing such barrel section |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0224720B2 (en) | 1990-05-30 |
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