JPS5920622A - 乗物用複雑形状燃料タンクの製造方法 - Google Patents

乗物用複雑形状燃料タンクの製造方法

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JPS5920622A
JPS5920622A JP58118412A JP11841283A JPS5920622A JP S5920622 A JPS5920622 A JP S5920622A JP 58118412 A JP58118412 A JP 58118412A JP 11841283 A JP11841283 A JP 11841283A JP S5920622 A JPS5920622 A JP S5920622A
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complex
mold
tank
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urethane elastomer
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JP58118412A
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ジヨ−ジ・ポ−タ−・スミトリイ
キ−ス・ド−ガル・ロビンソン
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Original Assignee
Goodyear Aerospace Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に軽量の、織物補強式エラストマ製の燃
料タンクの製造方法、特に航空機および／または路面乗
物のゼデーフレーム構造又は複雑形状の空どう内に装着
される型式の複雑形状タンクの製造方法に関する。
上記型式の燃料タンク、特に航空機装着用に製造された
燃料タンクは、長い間労力のかかる内側から外側に向っ
て重ね合わせ方法によって造られてきた。このような従
来技術によれば、せつこう／木材・毛織物混合物が型造
られ、この燃料タンクが装着されるゼデーフレーム構造
空どうの概略の形態をもつ型取付体に付着される。しか
し、この取付体は仕上りタンクの壁厚に等しい量だけ小
さい寸法に造られる。せつこうはほぼ４８時間で硬化さ
れ取付体から取外され、これによって得たおす型せつこ
う型が燃料タンク構造の構成に用いられる。従って、か
つこれはおす型であるから、せつこう型に付着される第
１ゾライ材料は仕上りタンクの内側面を構成する。故に
、かつタンクの耐漏洩性を低下するおそれのある合成構
造内に生じ得る不連続性を無くすために、せつこう型は
できる限り平滑に造らなければならない。従って、せつ
こうは平滑仕上げのため手作業による砂みがきをかげら
れたのち仕上りタンクに必要な種々のフィッティングが
これに取付けられる。最後に、タンク壁構造の合成物を
形成する材料がせつこう型に付着され、一体構造に硬化
される。この硬化作業が完了すると、せつこう型をタン
クの内側から取出さなければならない。これは高温水内
にせつこうと浸漬し、せつこうを小片に破断し、タンク
壁に設けられた１個所以上の手入口を通してタンクから
洗い出す。明らかに、ここで重要なことはすべてのせつ
こうがタンク内部から除去しなければならないことで、
さもなければ、使用時に燃料の汚損をひき起す。
燃料タンク製造およびおす型の使用に関する例には、Ｓ
ｃｈａｒｅｎｂｅｒｇ　ヘの米国特許第２，３９４，４
９２号、Ｍ、Ｒ，Ｂｅ１ｌ　　ヘの同第２．３９４．４
２３号、Ｈ１Ｎｏｙｅｓ他への同第２．８９０．４８９
号、およびＲｏＥ、Ｂａ１ｌｅｙ　ヘの同第２．５５８
．８０７号がある。
上記で参照した従来技術の特許に示された方法および技
術は、長い間有効に用いられてきたが、その主たる不利
点は、おす型の使用に集約された。おす型はタンクの内
部からそれを除去する工程において破壊されるから、各
タンク製造に際して新しい型を必要とすることである。
よって、これらの型式の複雑形状燃料タンクの製造に附
随する費用は、手造りのおす型に要する工程に多大の労
力を必要とするから、異常に高くなる。
さらに、かつタンク壁構造の合成はおす型上で構成され
るから、せつこう型の複雑形状を形成する複数の凹部に
付着しなければならない。
この合成体が吹付けによるか、或は手作業での付着によ
るかには関係なく、これらの凹部はタンク構造では重要
な区域であり、合成材料をこれらの区域に付着するには
細心の注意を払わなおす型を用いる従来技術によるタン
ク製造方法の上述の不利点に鑑み、この発明の１態様に
よれば、この発明の目的はおす型を使用せずに技術的に
すぐれた複雑形状の燃料タンクの製造方法を提供するに
ある。
この発明の他の態様によれば、この発明の目的は、タン
クフィッティングの一層正確な位置を確保して、複雑形
状の乗物空どう内へのタンクの取付に際して装着上の諸
問題点をなくすことができる製造方法を提供するにある
。
さらに別の態様によれば、この発明の目的は、著しく正
確な外部形状をもち、がっ後続して製造されるタンクと
の差異が最小限に保たれる燃料タンクを提供するにある
。
この発明の上記および他の態様ならびに利点は、以下の
製造段階、即ち各々の周縁部まわりに接合されると乗物
のボデーフレーム構造の空どうの幾何学形状を正確に複
製する互いに組合うめす型部分を提供し、これらめす型
部分は種々のタンクフィッティングを位置づけかつ取付
けるため型内に形成されたゼスを有し、各型部分の内側
面に１層のはく離材を付着し、各型部分内のはく離材上
にウレタンエラストマを吹付は被覆し、複雑輪郭区域に
おいて各型部分にナイロン織物当て材を付着し、各型部
分の内面にナイロン織物シート材料を付着しかつ該シー
トが複雑輪郭区域附近に平滑面を形成するように複雑輪
郭区域において前記シートを切断し、織物プライ上にわ
たってウレタンエラストマ覆いプライを吹付は被覆し、
型部分内に設けられたゼス上にフィッティングを装着し
かつ接着材および適切な抑圧詰物を用いて前記フィッテ
ィングを所定位置に固定し、覆いプライ上に防護薄膜プ
ライを吹付は被覆し、タンクの内側ライナーとして使用
するためウレタンエラストマのプライを防護薄膜プライ
上に吹付は被覆し、型部分の周縁部まわりに構成された
合成物を研摩しかつ前記周縁部に接着材料を付着し、２
つの型部分をそれらの接合周縁部において合体接合しか
つ前記縁部を緊締し、接合縁部を重ね合せかつ組継ぐた
めに接合された型部分内に形成された合成物の界面に該
接合部分内側に所定幅の補強織物を付着し、織物を覆う
ように織物にウレタンエラストマを付着して組継ぎを完
了し、合成物を一体構造に硬化することによって完成タ
ンク構造を構成させる段階を含む、複雑形状の、織物補
強式エラストマ製の燃料タンク製造方法によって達成さ
れる。
附図を参照しての以下の詳細説明により、この発明は明
らかに理解できるであろう。
第１Ａおよび１８図には、複雑形状の燃料タンクの製造
に際しての従来方法に用いる構成部品を示す。乗物のボ
デーフレーム構造を一般に１０で示し、織物補強エラス
トマ製の燃料タンクが収納される空と５１２を形成する
種々の構造部材（特別には図示せず）を通常含んでいる
。
既述のように、第１Ｂ図に示すせつこう型１４が造られ
これは空どう１２の外郭形状に従った形状で、この形状
は空と５１２よりも寸法的に小さい。その理由は、タン
クはおす型１４の外側上に構成されそのための十分な空
間を、空と５１２内にはめ合わせるようにタンク壁厚部
分を考慮しなければならないからである。おす型１４の
この小さい大きさは、もち論タンクの壁厚のためであっ
て、これは図において仮想線１６で示される。実際の空
どうとおす型間の寸法には差があるから、このようなお
す型を用いる従来の方法によって造られたタンクは、現
代航空機に求められる空間的な要求事項を満足できない
。そのうえ、しかもこれらのタンクはおす型上で組つけ
られるから、吹付は方式によるにせよ或は手作業による
にせよ、合成体を形成する材料は、複雑形状の型が形成
する凹部１４ａに付着される。凹部１４ａは、タンク構
造体において重要な区域であり、タンクの組立てに際し
てはこれらの区域に配慮することが必要である。
そのために、かつおす型１４の使用によって従来の方法
がもつ不正確を無くすために、この発明の方法を、第２
ないし５図を参照して以下まず第１に、寸法的に精密な
めす型が乗物フレーム構造空と５１２から造られ、この
型は上型部分２０と下型部分２２の２部分から成る。
めす型は普通の型製作技術に従って造られかつ空と５１
２はすべての外郭形状が、燃料タンク構造体が型内で完
成されたとき燃料タンクの外郭形状をあられすように造
られる。この発明は戦斗機のような航空機のゼデーフレ
ーム構造内の極めて制約されて空所を占める燃料タンク
を主要対象としかつ各利用可能な空所容積は燃料貯留部
として用いられるから、空と５１２に対する型部分２０
，２２の寸法精度は、この警戒の燃料タンク構造体の成
否に重要性をもつ。
めす型部分２０．２２は、互いに補合して構成され、か
つそれらの各周縁部２０ａ　、２２ａにおいて合わせ関
係に配置されるとき、それらの型部分は空どう壁１８の
正確な複製形状をあられす。この方法によれば、型部分
２０．２２は、型から仕上りタンクを取出すのを容易に
するだめにはく離層材をもって被覆される。次にＶｉ　
ｔｈａｎｅＴＭのようなウレタンエラストマの吹付は被
覆２６が型部分に付着され、このＴＭ　ＴｈｅＧｏｏｄ
ｙｅａｒ　Ｔｉｒｅ　　Ｒｕｂｂｅｒ　Ｃｏｍｐａｎｙ
　は、最終的に仕上りタンクの外側面となる。Ｖｉ　ｔ
ｈａｎｅエラストマは、２０〜７０チで好ましくは３５
〜４５チの範囲内の固体量を溶液中に含むように選択さ
れる。例えば、約４０％における凝結時間はほぼ１時間
であるから、種々の層の付着目的の間では、および品質
管理の目的からは十分な時間な用いることができるが、
生産ライン式の製造方法を有利にするには、この時間は
十分に短くなければならない。Ｖｉ　ｔｈａｎｅエラス
トマは、作業者の制御に従って０．１０〜０．５０　ｇ
ａｌ　／ｍｖｒ（０，３８〜１．８９　ｊ！　／　ｍｍ
　）の範囲内の速度で、かつ約３〜６ｍ１ｌで好ましく
はほぼ４ｍ１１の公称厚さに付着される。
−この方法の次の段階は、織物補強材２８の配設であっ
て、これは２つの段階によって付着される。第１段階は
複数の織物当て材２８ａが第３図に示すように甚しく複
雑な輪郭をもつ型内の区域に付着される。この場合、こ
の複雑な輪郭は第１Ｂ図に示すおす形の使用によって経
験されているよっな凹部１４ａではなく、合成物を形成
する材料によって一層容易に覆われる凸部２４である。
当て材２８ａは型の複雑な輪郭上で容易に適合できる形
状とサイズをもち、かつこの作業を達成するために予め
付着されかつ十分に硬化したウレタンエラストマ材のプ
ライ２６によって所定位置に保持される。この使用目的
に対する好適織物は、はぼ１５〜６．０　ｏｚ、／ｙｄ
２（０，０５〜０．２０　ｋｇ／１７ｊ　）の重量をも
つナイロン平織材であり、この重量によって５〜１５ｍ
１ｌの範囲でその厚さを変える。次に、同一品等の織物
材料のシート２８ｂが各型部分内に配置されかつ型の輪
郭に合うように当該部を平滑にする。織物シートは織物
当て材２８ａによって前もって覆われた急激に変化する
輪郭区域内に切込み或はすり割りを設ける。織物当て材
２８ａの目的は、これらの当て材はシート材で覆うこと
ができない型の区域内で織物プライ２８を完成すること
が判る。よって、型空洞の各輪郭は、当て材２８ａもし
くはシート材２８１）のいずれかで覆われるにせよ、織
物補強材２８によって覆われる。
次に、織物材２８はウレタンエラストマ３０のカッζ−
プライをもって吹付は被覆され、このエラストマは０．
１〜０．５　ｇａｌ　／ｍｉｎ　（０，３８〜１．８９
１／＃）の範囲内の速度においてかつ３〜６ｍ１ｌの範
囲内で、かつ４ｍ１ｌが好適な厚さに形成されたＶｉ　
ｔｈａｎｅを用いることができる。Ｖｉ　ｔｈａｎｅエ
ラストマのプライ２６．３０はこのようにして織物補強
材２８を乞み込む。
次にタンクフィッティングが型部分に設けられたボス上
に取付けられ、かつ下敷きプライに接着されかつ圧力バ
ックを用いて所定位置に固定される。この目的に適した
パックはフィッティングと隣接して配置されかつゼルト
結合された圧力板によって所定位置に保持される。発明
者はさらにタンクフィッティングは、まず即ち第５図に
仮想線で囲んで示したように型にはく離プライを付着し
た直後に、取付けられることを知った。この場合、フィ
ッティングはタンクの外側に取付けられかつこのことは
フィッティングの耐漏洩性を阻害するものではないこと
が判明した。さらに、かつこれらのフィッティングは型
表面に直接隣接して接着されるから、フィッティング装
着形態は仕上り製品において向上される。
次いで、ウレタンプライ３０は防護システムの吹付は付
着を受け、このシステムはこの目的のために特別に合成
された高度の橋かけ結合されたウレタン又はナイロン薄
膜で、その厚さがほぼ２ｍ１ｌのものが使用される。こ
の防護システムは織物を組織内に浸透する炭化水素燃料
から保護するためのものである。最後に、１層のＶｉｔ
ｈａｎｅ　ｘラストラ３４が０．１〜０．５　ｇａｌ　
７ｍ１ｎ（０，３８〜１．　ｓ　９１３　／　ｍｉｎ　
）の速さで１０〜１５ｍ１ｌの範囲内の厚さに吹付は被
覆される。このプライは第４図に示すように、仕上り燃
料タンク４２を形成する合成物４０の内面プライ又はラ
イナープライとして用いられる。
完全なタンク構造を形成するために２つの型部分２０．
２２を接合する前に、合成材料４０は、区域２０ａ、２
２ａ内の各型の縁部を磨かれる。この材料はこの区域で
第４図において３８で示されるように２つのタンク部分
の突合せ分割部を形成する。接着性エラストマがこれら
磨かれた区域に付着され、２つの補合型部分２０゜２２
は、それらの周縁部で接合されかつ緊締される。
タンクの２つの衝合せ接合部分を完全に組継ぐために、
フィッティングを通して、或はこのために設けられた手
入口を通してタンク内部への接近が得られる。組継ぎは
補強織物２８ｃの幅内で突合せ接合された上、下のタン
ク部分を十分に重ね合せ、次いで織物を密封するために
重ね合わせ部の上に付加ウレタンエラストマ３６を刷毛
塗りすることによって行われる。
タンク構造体を形成する合成体４０は少くとも２４時間
硬化するに委せ、完成タンク２４を単一体ユニットとし
て型部分２０．２２から数円に取付けられたとき、邪魔
にならないように切り落し或は削り取られる。
上記の方法段階によって、燃料タンク構造体は、２０〜
４５ｍ１ｌの範囲内の壁標準寸法と、０１４５〜０．１
７５１ｂ／Ｉｔ２（０，７１〜０８５ｋｇ／　ｍ”　）
の範囲内の重量と、１０００〜７０００ｐｓｉ（７０〜
４９０ｋｇ／ｃＪ）の抗張力と、２５０〜５００チの伸
びそれぞれをもつようになる。例えば、上述の方法に従
って造られた成る特定のタンクは、４ｍ１ｌのウレタン
外側プライ、１０ｍ１ｌの織物、４ｍ１ｌのウレタン中
間プライ、２ｍｉ＋の防護物および１２ｍ１ｌウレタン
ライナープライを含む合成構造体をもつ。公称重量０１
６３Ｉｂｓ　／　ｆｔ２（０，８０ｋｌｉ’／　ｍ”　
）で公称全厚さ３２ｍ１ｌが得られかつほぼ３５０係の
伸びとほぼ４ｏ　ｏ　ｏ　ｐｓｉ　（２ｓ　Ｏｋｇ／ｃ
Ｊ）の抗張力を示した。
完成タンクを形成する合成体は、この構造体が２４時間
後に、型から取外し得る程度まで周囲温度で硬化される
が、この硬化作業はほぼ４８時間まで延長することが好
適である。もち論、硬化時間は硬化温度を高めることに
よって加速できることは当業者には知られていることで
あり、これについて、Ｖｉ　ｔｈａｎｅエラストマは、
１２０〜１６０下（４８９〜７１．１℃）の範囲内の温
度において硬化される。
上述の説明から、この発明はおす型を用いないことによ
って、従来実施されたよりも一層簡単な製造方法を提供
することが理解されるであろう。さらに、かつこのタン
クはめす型内で製造されかつ外側プライは型空どうに面
しているから、仕上りタンクは従来造られたタンクより
も優れた外観をもち、この構造体はそれが用いられる空
どうの複雑な輪郭と一層良好に適合する。
【図面の簡単な説明】
いる複雑形状の燃料タンクの従来の與造方法を示し、こ
れらの図は切断端面であってｉＴ、？Ｌフレーム構造の
おす型と空どうとの間の関係を示し、前記フレーム構造
内に完成された燃料タンクが取付けられるものであり、
図示の特定断面形態は必ずしも実際の燃料タンクの形態
ではなく単に説明用として示したものであり、第２図は
、タンク構造体の構成を形成する材料の積重ねを示す切
断立面図、第３図は、第１Ａ図に示す車体空どうと正確
にはめ合う織物補強エンストマ材の燃料タンクの製造用
の典型的めす型の切断立面図、第４図は、この発明によ
り製造された燃料タンクの部分切断立面図、第５図は、
この発明による製造方法工程を示す流れ線図である。 １０・・・・・・乗物セデーフレーム構造１２・・・・
・・空どう １４・・・・・・せつこう型 １４ａ・・・凹部 １６・・・・・・厚さ １８・・・・・・空どう壁　　２０・・・・・・めす型
部分２０ａ・・・周縁部　　　２２・・・・・・めす型
部分２２ａ・・・周縁部　　　２４・・・・・・突出部
２６・・・・・・吹付は被覆　２８・・・・・・織物補
強２８ａ・・・当て材　　　２８ｂ・・・織物材料２８
ｃ・・・補強織物 ３０・・・・・・ウレタンエラストマ ３２・・・・・・ナイロン薄膜 ３４・・・・・・Ｖｉ　ｔｈａｎｅエラストマ３６・・
・・・・ウレタンエラストマ ３８・・・・・・組継ぎ部　　４０・・・・・・合成体
４２・・・・・・完成タンク 特許出願人 グツｒイア−エアロスペース　コーポレーション代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　乗物ｉデー空どう内に装着する型式の複雑形状の織
    物補強エラストマ製の燃料タンクの製造方法において、
    接合されると空どうの複雑な幾何学形状を実質的に形成
    する補合されためす型部分を提供し、前記型部分がそれ
    にタンクフィッティングを位置付けかつ取付ける装置を
    もち、各型部分の表面に１層のはく離材料を付着し、０
    ．１〜０．５　ｇａｌ　／ｍｉｎ　（０，３８〜１．８
    ９１／ｍ）の速さで各型部分内に固体量２０〜７０チの
    溶液のウレタンエラストマの層を吹付は被覆し、まず最
    初に織物当て材を極めて複雑な輪郭区域に付着し、次い
    ですべての区域に正方形に織った１、５〜６．０　ｏｚ
    、　／ｙｄ２　（０，０５〜０．２０　ｋｇ／ｍ　）ナ
    イロン織物を付着し次いで織物シート材料をすべての他
    の区域に付着し、型の輪郭に従いかつ適合するように前
    記シート材料を切断し、ナイロン織物材料を覆うために
    ウレタンエラストマの第２ゾライを吹付は被覆し、タン
    クフィッティングを提供された装置上に搭載しかつ適切
    な斥力付加装置によって前記フィッティングを固定し、
    炭化水素燃料に防護薄膜を提供するためにエラストマ上
    に防護システムを吹付は被覆し、タンク用うイチを提供
    するために防護薄膜上にウレタンエラストマの第３プラ
    イを吹付は被覆し、補合型の周縁部に接着性エラストマ
    を付着し、２つの型部分をそれらの接合周縁部まわりに
    わたって合体接合し、および前記縁部を緊締し、２つの
    型部分間の組継ぎを形成するために、周縁部１分の界面
    において接合された部分の内側にナイロン織物材料とウ
    レタンエラストマを付着し、かつタンクを形成する合成
    体を一体造りの構造に硬化させる段階を含む複雑形状タ
    ンクの製造方法。 ２、　ウレタンエラストマが４０％の固形体を含み、は
    ぼ１．０時間の硬化時間をあられしかつ周囲温度で少く
    とも２４時間放置硬化される特許請求の範囲第１項記載
    の複雑形状タンクの製造方法。 ３　ウレタンエラストマが４０％の固形体を含み、１０
    時間の硬化時間をあられし、かつほぼ１２０°〜１６０
    ’Ｆ（４８，９°〜７１１℃）の高温度で硬化される特
    許請求の範囲第１項記載の複雑形状タンクの製造方法。 ４、　織物の近傍のウレタンエラストマが３〜６ｍ１ｌ
    の範囲内の厚さをもちかつエラストマ性ライナーが５〜
    １５ｍ１＋の範囲内の厚さをもつ特許請求の範囲第１項
    記載の複雑形状タンクの製造方法。 ５　第１および第２ウレタンエラストマゾライが４ｍ１
    ｌの厚さに吹付は被覆され、かつウレタンエラストマの
    ライナープライがほぼ１２ｍ１ｌの厚さに吹付は被覆さ
    れる特許請求の範囲第４項記載の複雑形状タンクの製造
    方法。 ６　ウレタンエラストマが溶液中にほぼ４０チの固形体
    を含み、はぼ１時間の硬化時間をもち、かつ硬化された
    とき、はぼ３５０係の伸びと４０００ｐＳｌ（２８０ｋ
    ｇ／ｄ）の抗張力を示す特許請求の範囲第５項記載の複
    雑形状タンクの製造方法。 ７、　タンクがほぼ１２０°〜１６０　”Ｆ　（４８，
    ９°〜７１１℃）の高温度で硬化される特許請求の範囲
    第６項記載の複雑形状タンクの製造方法。 ８　タンクフィッティングが該フィッティングに隣接配
    置された可塑材フオーム当て材と、前記フオームに、従
    ってフィッティングにそれが所定位置において硬化され
    るまで圧縮力を加えるために型にゼルト結合された剛板
    を含む与圧装置によって所定位置に固定される特許請求
    の範囲第１項記載の複雑形状タンクの製造方法。 ９、　フィッティングが、ウレタンエラストマの第１プ
    ライの吹付は被覆に先立ちかつはく離材料の付着後に型
    部分内に装着される特許請求の範囲第１項記載の複雑形
    状タンクの製造方法。
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