JPS63258297A - 複合材による箱形構造体の補強構造 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は複合材による箱形構造体の補強構造に関する。

（従来の技術） 航空機の翼等には、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維
で複合化した樹脂成形箱形構造体が使用されている。

航空機の主翼は上下２枚の外板とその両者を接合する桁
部材とからなる箱形に構成され、その中空部は通常燃料
タンクとして使用される。これらのタンク内の燃料は加
圧され、また航空機の旋回時には遠心力が生じ、タンク
内の内圧は増大する。

これらの圧力に起因して外板と桁部材の接合部に引張り
荷重を生じさせ、外板の剥離現象の原因となり、剥離が
進行すると構造の安定性が失われ翼全体の破壊事故に至
る。

このような剥離現象を防止するために、従来より、接合
部をケブラ糸で縫合する方法や接合部に例えばチタン合
金製の金属ビンを打込む方法や、ロードカブラの方法が
提案されている。

これらのうち、ロードカブラの方法はテープ状のプリプ
レグから所定の形状の素材を切出し、又は打抜いたもの
を長手方向に積層し、折部材と外板との組立時に前記接
合部のコーナ部に組込む方法である。第１３図および第
１４図はこの従来の方法で作った局部補強部材１を示し
ており、第１３図は一方向材フィラ一方式により製造し
たもの、第１４図は積層ロードカブラ方式により製造し
たものを示している。（例えば米国特許第４１１３９１
０号公報参照） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の方法では充分に接合部の
強度を補強することができず、また補強に要する部品点
数が多（、加工工数が増大し、作業が非常に面倒であっ
た。

そこで本発明の目的は上述した従来の問題点を解消し、
製作が容易で且つ前記接合部の剥離力を軽減することが
できる局部補強部材を組入れた箱形構造体の補強構造を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は繊維強化樹脂のプ
リプレグを使って例えば横断面が三角形状の補強巻きロ
ールを２本成形し、これらの補強巻きロールを背中合せ
に前記接合部中に配置したものである。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図には航空機の翼の一部をなす外板３とこの外板３
に接合される２枚の折部材４および５が背中合せに接合
された状態が示されている。外板３と折部材４，５との
接合部にはほぼ三角形の間隙６ができる。この間隙６が
箱形構造体の強度剛性上の弱点部となり剥離現象が生じ
る。本発明によれば、この間隙６内に一対の補強巻きロ
ール１が組込まれる。

次に第６図乃至第１３図を参照して本発明による補強巻
きロールの製造方法について説明する。

先ず、織物材からなるプリプレグ７から矩形状の素材８
を切り出す。第６図に示した例は繊維方向が斜めになる
ように切出した例であり、第７図に示したものは、繊維
方向が平行となるように切出した例である。このように
して切出された素材８を第８図に示すように、横断面が
三角形状の三角柱を・構成するようにロール状に巻きつ
け補強巻きロール１を成形する。次に第９図に示したよ
うに三角形状に巻きつけられた一対の補強巻きロールを
１．１を作業用プレート９の１に背中合せに載置し、両
者間にマイラフィルム１０を介在させる。次にこのよう
にして製造された成形体を安定させるため、また内部に
残留する気泡を取除くために第１０図乃至第１２図に示
したように、成形体を加熱加圧し、予備整形を行う。

すなわち、第１０図および第１１図に示したとおり、一
対の硬化治具１１，１１の間に成形体を挟みつけ、第１
１図に示したようにマイラフィルムｌＯを引き抜く。次
に第１２図に示したように、成形体の上に加圧プレート
１２をのせると共に、シール１４を介してカバー１３で
覆い、吸引バイブ１５を通じて真空引きを行ない、同時
に加熱加圧処理する。このようにして予備成形された補
強巻きロールを第３図および第４図に示す。第３図に示
したものは直線状をなし、第４図に示しんちのは波形状
のものを示している。

次いで、一体成形治具（図示せず）の内に外板３と折部
材４．５と上述のように成形された補強巻きロール−（
第３図、第４図）を組込み加熱硬化させる。第１図はこ
のように成形完了した本発明による箱形構造体の一部分
を示している。

次にこのようにして製作された本発明による補強巻きロ
ールと従来の局部補強部材とを組入れた桁構造に対して
同一条件で引張荷重を加えた場合を第５図（ａ）および
（ｂ）を参照して説明する。

従来例の場合フランジアール部１６のポイントＡにおい
て過大な剥離力ｆ　が作用し、この剥離力ｆ　は、桁フ
ランジの板厚の３乗に比例する曲げ剛性が小なる程過大
となる。

一方、本発明の場合には、センターラインＣ，Ｌの近傍
に引張荷重を伝える繊維層Ｂがあるため、従来例のポイ
ントＡで生じていた過大な剥離力ｆ　はポイントＣに示
すよう低減される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれ“ばミ従
来の積層ロードカプラ方式にくらべて、フランジコーナ
部の剥離力を大きく減じることができる。すなわち、従
来のものでは、第１４図に示したようにＸ−Ｚ面で引張
力の伝達が行なわれるのに対して、本発明では第２図に
示したようにｙ−２面で引張力の伝達が行なわれ、また
本発明のものではｙ方向に連続して補強繊維が存在する
ので強度剛性が大きく補強効果が大きいという利点が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による箱形構造体の一部分を示した斜視
図、第２図は一対の補強巻きロールを背中合せに組合せ
た状態を示した斜視図、第３図および第４図は本発明に
使用する補強巻きロールの斜視図、第５図（ａ）および
第５図（ｂ）はそれぞれ本発明と従来の箱形構造体の一
部分の強度を比較して示した説明図、第６図および第７
図はプリプレグの素材から巻きロール用の素材を切出す
態様を示した斜視図、第８図および第９図は補強巻きロ
ールの製造工程を示した斜視図、第１０図、第１１図お
よび第１２図は補強巻きロールの成形工程を順番に示し
た斜視図、第１３図および第１４図は従来の局部補強部
材の斜視図である。 １・・・補強巻きロール、３・・・外板、４，５・・・
指部材、６・・・間隙、７・・・プリプレグ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１図 弔２図 第５図 第６図　　　　　第２図 第１０図　　　　第１１図 第１２目　　　　　　第１３図 ！１４図 手続補正書坊式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年　特許願第９３６５０号 ２、発明の名称 複合材による箱形構造体の補強構造 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （５３４）富士重工業株式会社　′ ４、代　理　人　（郵便番号１００） 東京都千代田区丸の内三丁目２番３号 電話東京（２１１）２３２１大代表 昭和６２年６月３日 （発送日　昭和６２年６月３０日） ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄 ７、補正の内容 明細書第７頁第１９行の「第５図（ａ）および第５図（
ｂ）」を「第５図」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、背中合せに組合せた一対の桁部材を外板に対して接
   合し、この外板と一対の桁部材によって形成される間隙
   部に補強部材を組込んだ構造体において、上記補強部材
   は繊維強化樹脂のプリプレグから短柵状に切出された素
   材をロール状に巻きつけた補強巻きロールの一対を背中
   合せに配置したものであることを特徴とする複合材によ
   る箱形構造体の補強構造。 ２、上記補強巻きロールは、プリプレグから短柵状に切
   出された素材を横断面が三角形状にロール状に巻きつけ
   たものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の複合材による箱形構造体の補強構造。