WO2015033625A1 - 中子型および中空構造体の製造方法 - Google Patents

中子型および中空構造体の製造方法 Download PDF

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直昭 藤原
忠 矢▲崎▼
誠 野中
西川　徹
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a core and a hollow structure used when manufacturing a long hollow structure by using a prepreg.
  • Patent Document 1 discloses a method for forming a hollow structure similar to a core type.
  • the middle mold when pulling out the middle mold from between the upper mold and the lower mold, the middle mold tends to be difficult to pull out due to frictional resistance, and in this state the middle mold is pulled strongly Also, there was a concern that the durability of the core type would be reduced due to damage or wear on the mating surfaces of the upper, middle, and lower types.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and makes it easy to extract the split-type core after forming the hollow structure, and enhances the durability of the core, and the core is
  • An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a core and a hollow structure capable of preventing a reduction in thickness of the hollow structure due to a resin entering the mating surface.
  • the present invention provides the following means. First, in the first aspect of the core type according to the present invention, after laminating a prepreg on the surface of a long core type, a vacuum bag is covered and heating is performed while vacuuming the inside of the vacuum bag.
  • a peeling member which is coated on at least one surface of the opposing mating surface of the first mold member and the second mold member.
  • the peeling member is interposed between the mating surfaces of the first mold member and the second mold member, the friction coefficient at the mating surface is reduced, and the first mold member It becomes easy to peel off the second mold member.
  • the core-type durability can be enhanced by preventing the mating surfaces of the first mold member and the second mold member from being scratched or worn out.
  • the condition of the core type can be made healthy over a long period of time You can keep it.
  • the mating surface of the first mold member and the second mold member is a liquid. It can be sealed tightly. Therefore, when molding the prepreg in accordance with the shape of the core while pressurizing and heating, the resin material of the molten or softened prepreg is prevented from entering the mating surface of the core due to the pressure during molding. For this reason, it is prevented that the wall thickness of the completed hollow structure reduces, and the quality such as dimensional accuracy decreases.
  • the peeling member is formed in a band shape and a plurality of the peeling members are coated in parallel so as to extend along the longitudinal direction, and the long member is interposed between the peeling members. It is preferable to provide an open space extending along the direction.
  • a resin band made of a resin material similar to the prepreg is used in the empty space via a mold release agent. You may stick it.
  • the resin band made of the resin material similar to the prepreg is sandwiched between the first mold member and the second mold member adjacent thereto along with the peeling member.
  • the resin band is softened by heat, and the softened resin material is from between the first mold member and the second mold member (a mating surface)
  • the pressurizing pressure causes the prepreg forming the hollow structure to bulge, and the resin material of the prepreg is compensated.
  • the resin material which is originally to form a prepreg intrudes between the first mold member and the second mold member, and the thickness of the completed hollow structure decreases. It is possible to prevent deterioration in quality such as dimensional accuracy.
  • the resin band is interposed between the first mold member and the second mold member via a release agent. For this reason, similarly to the peeling member, the effect of facilitating peeling between the first mold member and the second mold member is exhibited.
  • a vacuum bag is covered and heating is performed while vacuuming the inside of the vacuum bag.
  • An extending first mold member which extends in the same longitudinal direction and is adjacent to the first mold member, and is separated from the first mold member after forming the hollow structure, and is extracted in the longitudinal direction
  • the mold member being interposed between the first mold member and the second mold member, extending in the longitudinal direction, and the like.
  • the resin band is sandwiched between the first mold member and the second mold member via the mold release agent, whereby the space between each mold member and the resin band is obtained.
  • the intervening release agent facilitates peeling between the first mold member and the second mold member, and facilitates removal of the first mold member and the second mold member after the formation of the hollow structure.
  • the workability at the time of extracting the core mold from the molded hollow structure is enhanced, and by the resin band being interposed between the first mold member and the second mold member, the second mold can be obtained. It is possible to prevent the mating surface of the first mold member and the second mold member from being scratched or worn out when removing the member, and to enhance the durability of the core.
  • the resin band is softened by heat, and the softened resin material is from between the first mold member and the second mold member (a mating surface), By the pressure of pressurization, it bulges in the direction of the prepreg which forms a hollow structure, and the resin material of a prepreg is supplemented.
  • the resin material which is originally to form a prepreg intrudes between the first mold member and the second mold member, and the thickness of the completed hollow structure decreases. It is possible to prevent deterioration in quality such as dimensional accuracy.
  • the prepreg is laminated on the surface of a long core, and then a vacuum bag is covered, and the inside of the vacuum bag is heated while vacuuming the inside thereof.
  • a method of manufacturing a hollow structure comprising: heat curing the prepreg while pressing the core against the core mold to form a hollow structure having a shape (shape along with the core) approximate to the core, comprising the core mold A peeling member which covers a peeling member on at least one surface of a mating surface which extends in the same longitudinal direction as the first mold member extending in the longitudinal direction and extends in the same longitudinal direction and is adjacent to the first mold member.
  • a core-type assembly step of assembling the core type by overlaying the first mold member and the second mold member, and laminating the prepreg on the surface of the core type. And laminating the prepreg A forming step of covering the core mold with the vacuum bag and heating while vacuuming the inside of the vacuum bag, and separating the second mold member of the core mold from the first mold member; And a core mold removing step of removing the first mold member from the hollow structure in the longitudinal direction.
  • the peeling member is interposed between the mating surfaces of the first mold member and the second mold member adjacent thereto, so that the coefficient of friction at the mating surface is small. As a result, peeling between the first mold member and the second mold member is facilitated.
  • the second mold member is peeled off from the first mold member and it becomes easy to pull out in the longitudinal direction, whereby the workability in removing the core mold after forming the hollow structure is improved. While improving it, it can prevent that the mating surface of a 1st type
  • the method for manufacturing a core and hollow structure according to the present invention it is easy to extract the split-type core after forming the hollow structure, and the durability of the core is enhanced. In addition, it is possible to prevent the resin from entering the mating surface of the core type to reduce the thickness of the hollow structure.
  • FIG. 1 It is a perspective view of a core type which shows a 1st embodiment of the present invention.
  • the manufacturing method of the hollow structure which concerns on this invention is shown, (a) is a peeling member covering process, (b) is a core type assembly process, (c) is a prepreg lamination process, (d) is a forming process, (e ) Is a figure which each shows a core-mold extraction process.
  • FIGS. 1 to 5 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 is a perspective view of a core mold 11 according to a first embodiment of the present invention.
  • the core 11 is used to form a long hollow structure S such as a rotor blade of a helicopter with a prepreg P, for example.
  • a vacuum bag V is covered as described later, and the inside of the vacuum bag V is heated and molded while vacuuming,
  • the prepreg P is thermoset while being pressed against the outer peripheral surface of the core mold 11 to form a hollow structure S having a shape (shape along the shape) similar to the core mold 11, so-called autoclave molding.
  • the core mold 11 is pulled out of the hollow structure S to complete the hollow structure S.
  • the core mold 11 includes two outer mold members 2 (first mold members) extending in the longitudinal direction, and a middle mold member 3 (second mold member) sandwiched between the outer mold members 2. Have.
  • the medium-sized member 3 can be extracted in the longitudinal direction from between the two outer-shaped members 2 after the hollow structure S is formed.
  • a tape 5 (a peeling member) formed of a low friction material is attached.
  • the tape 5 is attached to both sides of the middle member 3, but the tape 5 may be attached to the outer member 2 or may be attached to both the outer member 2 and the middle member 3. It is also good.
  • the material of the tape 5 are, for example, fluorocarbon resin materials such as polytetrafluoroethylene (registered trademark: Teflon), but if it is excellent in releasability and heat resistance, for example, polypropylene, polyarete, diacetyl cellulose, tri It is also conceivable to use other materials such as acetyl cellulose, acetyl cellulose butyrate, silicone resin, alkit resin and the like. Furthermore, instead of using the adhesive tape 5 as a peeling member, a film made of the above-described materials or a film coated with the above-described materials or the like may be used.
  • the tape 5 is stuck on both surfaces (joining surface) of the middle member 3 which comprises the core type
  • mold 11 peeleling member covering process A).
  • the tape 5 may be stuck to the mating surface of the outer mold member 2 instead of being stuck to both surfaces of the middle mold member 3.
  • the core mold 11 is assembled by superposing the two outer mold members 2 on the middle mold member 3 with the tape 5 attached on both sides (core mold assembly process B). At this time, it is more preferable to apply a release agent between the tape 5 and the outer mold member 2.
  • a prepreg P is laminated on the surface of the core mold 11 (prepreg lamination step C).
  • the vacuum bag V is put on the core mold 11 on which the prepreg P is laminated, and then, as shown on the right side of FIG. 2 (d) The autoclave molding which heats heating while evacuating is performed (forming process D).
  • the hollow structure S is completed.
  • the core mold 11 is taken out of the vacuum bag V together with the hollow structural body S, and as shown on the left side of FIG. 2 (e), first, the middle mold member 3 of the core mold 11 is placed between the two outer mold members 2
  • the two outer mold members 2 are pulled out of the hollow structure S as shown on the right side of FIG. 2 (e) after peeling off and pulling out in the longitudinal direction (core mold removing step E).
  • core mold removing step E By first removing the middle mold member 3 from between the two outer mold members 2, the two outer mold members 2 can be easily pulled out of the hollow structure S thereafter. Thereby, the hollow structural body S is completed.
  • the middle member 3 is very easy to remove. For this reason, while the workability at the time of extracting medium-sized member 3 is greatly improved, it prevents that the mating face of outer-shaped member 2 and medium-sized member 3 is damaged or worn out, and the durability of core 11 is improved. It can be dramatically improved.
  • the tape 5 is easy to replace even if damaged, the condition of the core 11 can be kept healthy over a long period of time by replacing it regularly.
  • the space between the outer mold member 2 and the middle mold member 3 is sealed in a liquid tight manner. .
  • the resin material of the molten or softened prepreg P is cored by the pressure at the time of molding. This prevents the mold 11 from entering the dividing surface. For this reason, it is possible to prevent the thickness of the completed hollow structure S from being reduced or the accuracy from being reduced.
  • FIG. 3 is a perspective view of a core 21 showing a second embodiment of the present invention.
  • the tape 5 made of a low friction material is attached to both surfaces of the middle member 3 constituting the core die 21.
  • a plurality of vacant spaces 6 extending along the longitudinal direction and provided along a longitudinal direction are provided between the plurality of tapes 5 in parallel.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment.
  • the width dimension of each of the plurality of tapes 5 is 10 mm, and the width dimension of the empty space 6 is also 10 mm.
  • the number of the tapes 5 and the width dimensions of the tapes 5 and the vacant space 6 can be appropriately changed according to the dimensions of the hollow structure S. Further, the width dimensions of the tape 5 and the empty space 6 do not necessarily have to be the same.
  • the tape 5 may be stuck to the joint surface of the outer mold member 2 instead of being stuck to both sides of the middle mold member 3.
  • the tape 5 is an outer mold by attaching a plurality of tapes 5 with spaces between the middle mold member 3 on both surfaces (or the joint surface of the outer mold member 2) at intervals.
  • the area in close contact with the member 2 (or medium-sized member 3) is significantly reduced. Therefore, it is possible to make the frictional resistance at the time of extracting the middle mold member 3 from between the outer mold members 2 smaller than in the case of the first embodiment, and to make it easier to pull out the middle mold member 3 from between the outer mold members 2 after the molding is completed. it can.
  • the amount of use of the tape member 5 can be reduced to reduce the cost.
  • FIG. 4 is a perspective view of a core mold 31 according to a third embodiment of the present invention.
  • a plurality of tapes 5 formed of a low friction material are attached to both surfaces of the middle member 3 constituting the core mold 31.
  • a plurality of resin bands 7 are attached to these vacant spaces 6 via a mold release agent.
  • These resin bands 7 are made of a resin material similar to the prepreg P, and are formed in a band shape.
  • the resin band 7 may not contain reinforcing fibers. It is preferable to set the thickness of the resin band 7 equal to the thickness of the tape 5.
  • the width of the resin band 7 is set to be equal to or slightly smaller than the width of the empty space 6. The other configuration is the same as that of the second embodiment.
  • a plurality of tapes 5 are attached to both surfaces of the middle-sized member 3 (or the joint surface of the outer-shaped member 2) at intervals, and a resin material similar to the prepreg P is used in the empty space 6 therebetween.
  • the resin band 7 formed into a strip shape is attached via a release agent.
  • the resin band 7 is sandwiched together with the tape 5 between the two outer mold members 2 and the middle mold member 3 (matching surfaces).
  • the resin band 7 is softened by heat, and the softened resin material is the outer mold member 2 and the middle mold member 3. From the space (the mating surface), the pressure of the pressure causes the prepreg P forming the hollow structure S to expand and the resin material of the prepreg P is compensated.
  • the resin material of the softened resin band 7 may be more positively bulged toward the prepreg P by making the resin band 7 thicker than the tape 5.
  • the resin material that should originally form the prepreg P intrudes into the space between the outer mold member 2 and the middle mold member 3, and the thickness of the completed hollow structure S decreases. It is possible to prevent the accuracy from being reduced.
  • the resin band 7 is interposed between the outer mold member 2 and the middle mold member 3 via a release agent. For this reason, similarly to the tape 5, the effect of facilitating the separation between the outer mold member 2 and the middle mold member 3 is achieved.
  • FIG. 5 is a perspective view of a core mold 41 showing a fourth embodiment of the present invention.
  • a resin band 8 made of a resin material similar to the prepreg P is sandwiched between the two outer mold members 2 and the middle mold member 3 constituting the core mold 41 via a release agent.
  • the tape 5 of the first to third embodiments is not used.
  • the width of the resin band 8 is set to be substantially the same as the width of the core mold 41 (the outer mold member 2 and the middle mold member 3).
  • the respective mold members 2, 3 and Between the outer mold member 2 and the middle mold member 3 is easily peeled off by the mold release agent interposed between the resin band 8 and the middle mold member 3 from between the two outer mold members 2 after the formation of the hollow structure S. It becomes easy to take out.
  • the resin band 8 is softened by heat, and the softened resin material is the outer mold member 2 and There is an effect of bulging toward the prepreg P forming the hollow structure S from between (the mating surface) with the middle-sized member 3 and compensating the resin material of the prepreg P. Thereby, it is possible to prevent the reduction of the thickness of the completed hollow structural body S and the deterioration of the quality such as the dimensional accuracy.
  • the split core molds 11, 21, 31, 31 As described above, according to the method of manufacturing the core molds 11, 21, 31, 41 and the hollow structural body S according to the present invention, after the hollow structural body S is formed, the split core molds 11, 21, 31, 31
  • the middle mold member 3 is easily extracted from between the outer mold members 2 of 41, and the durability of the core molds 11, 21, 31, 41 is enhanced, and a prepreg on the mating surface of the outer mold member 2 and the middle mold member 3 It is possible to prevent the resin of P from flowing backward to reduce the thickness of the hollow structure S, and to improve the quality such as dimensional accuracy.
  • the present invention is not limited to only the configurations of the first to fourth embodiments described above, and various changes and modifications can be made as appropriate without departing from the scope of the present invention. Embodiments to which the present invention has been modified are also included in the scope of the present invention.
  • the shape or split structure of the core mold 11, 21, 31, 41 (the outer mold member 2, the middle mold member 3), the shape of the hollow structure S, etc. are not limited to those of the above embodiment. . That is, although the core molds 11, 21, 31 and 41 in each of the above embodiments have the upper and lower three division structure in which one middle mold member 3 is sandwiched between the two outer mold members 2, It is also conceivable to use a two-division structure or three divisions on the left and right (two divisions on the left and right).

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Abstract

　この中子型は、長尺状の中子型（１１）の表面にプリプレグ（Ｐ）を積層した後、真空バッグを被せ、真空バッグ内を真空引きしながら加熱してプリプレグ（Ｐ）を中子型に押し付けながら熱硬化させ、中子型に近似した形状の中空構造体（Ｓ）を成形するための中子型（１１）であって、長尺方向に延びる２本の外型部材（２）（第１の型部材）と、これら２本の外型部材（２）の間に挟まれ、且つ中空構造体（Ｓ）の成形後に、２本の外型部材（２）の間から長尺方向に抜くことが可能な中型部材（３）（第２の型部材）と、２本の外型部材（２）と中型部材（３）との対向する合わせ面の少なくとも片面に貼着される低摩擦性材料で形成されたテープ（５）（剥離部材）と、を備えたことを特徴とする。

Description

中子型および中空構造体の製造方法
　本発明は、プリプレグを用いて長尺状の中空構造体を製造する際に用いる中子型および中空構造体の製造方法に関するものである。
　長尺状の中子型にプリプレグを積層（巻装）し、これに真空バッグを被せ、この真空バッグ内を真空引きしながら加熱することにより、プリプレグを中子型に押し付けながら熱硬化させ、中子型に近似した中空構造体を成形する方法が、例えば特許文献１に開示されている。
　この成形方法において、成形が完了してプリプレグが硬化した後、成形された中空構造体から中子型を容易に抜き取る方法として、同文献の図６に示されるように、予め中子型を例えば上型、中型、下型の３枚に分割できる構造にしておき、まず中型を引き抜いてから、上型と下型とを中空構造体の内壁面から剥離して抜き取る方法がある。
特開２０１１－１１４７７号公報
　しかしながら、上記の三分割式の中子型においては、その上型と下型との間から中型を引き抜く際に、摩擦抵抗により中型が引き抜きにくくなる傾向があり、この状態で強引に中型を引き抜くと、上中下各型の合わせ面が傷付いたり摩滅したりして、中子型の耐久性が低下する懸念があった。
　また、上記のようにプリプレグを加圧および加熱しながら中子型の形状に合わせて成形する際に、溶融または軟化したプリプレグの樹脂材料が、成形時の圧力により中子型の合わせ面に入り込んでしまう。このために、完成した中空構造体の肉厚が減少したり、寸法精度等の品質が低下してしまうという問題があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、中空構造体の成形後に分割式の中子型を抜き取りやすくするとともに、中子型の耐久性を高め、且つ、中子型の合わせ面に樹脂が入りこんで中空構造体の肉厚が減少することを防止することのできる中子型および中空構造体の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
　まず、本発明に係る中子型の第１の態様は、長尺状の中子型の表面にプリプレグを積層した後、真空バッグを被せ、前記真空バッグ内を真空引きしながら加熱することにより、前記プリプレグを前記中子型に押し付けながら熱硬化させ、前記中子型に近似した形状（沿った形状）の中空構造体を成形するのに用いられる中子型であって、長尺方向に延びる第１の型部材と、同じく長尺方向に延びて前記第１の型部材に隣接し、且つ前記中空構造体の成形後に、前記第１の型部材から分離させて前記長尺方向に抜き取ることが可能な第２の型部材と、前記第１の型部材と前記第２の型部材との対向する合わせ面の少なくとも片面に被装される剥離部材と、を備えている。
　上記第１の態様によれば、第１の型部材と第２の型部材との合わせ面の間に剥離部材が介在することにより、合わせ面における摩擦係数が小さくなり、第１の型部材と第２の型部材とが剥離しやすくなる。
　したがって、中空構造体の成形後に第１の型部材から第２の型部材を剥離して抜き取るのが容易になり、第２の型部材、ひいては中子型全体を中空構造体から抜き取る際の作業性を高めるとともに、第１の型部材と第２の型部材の合わせ面が傷付いたり摩滅したりすることを防止して中子型の耐久性を高めることができる。なお、第１の型部材と第２の型部材との合わせ面に被装される剥離部材は、損傷しても交換が容易であるため、中子型のコンディションを長期間に亘って健全に保つことができる。
　しかも、第１の型部材と第２の型部材との間に介在する剥離部材として液密性のあるものを用いることにより、第１の型部材と第２の型部材との合わせ面を液密的にシールすることができる。このため、プリプレグを加圧および加熱しながら中子型の形状に合わせて成形する際に、溶融または軟化したプリプレグの樹脂材料が成形時の圧力により中子型の合わせ面に入り込むことが防止され、このために完成した中空構造体の肉厚が減少することや、寸法精度等の品質が低下することが防止される。
　また、好ましくは、上記第１の態様において、前記剥離部材を帯状に形成して前記長尺方向に沿って延びるように複数本並列に被装し、これら各剥離部材の間に、前記長尺方向に沿って延びる空きスペースを設けるのがよい。
　このように、空きスペースを介在させながら、間隔を開けて複数本の剥離部材を配列すれば、剥離部材が第１の型部材および第２の型部材の合わせ面に密着する面積が格段に減少する。このため、第１の型部材から第２の型部材を剥離して抜き取る際の摩擦抵抗をより小さくし、第２の型部材を抜き取りやすくすることができる。
　また、上記第１の態様において、前記複数本の剥離部材の間に空きスペースを設けた場合には、前記空きスペースに、前記プリプレグと同類の樹脂材料からなる樹脂帯を、離型剤を介して貼着してもよい。
　上記構成によれば、第１の型部材と、これに隣接する第２の型部材との間に、プリプレグと同類の樹脂材料からなる樹脂帯が剥離部材と共に挟装される。これにより、中空構造体を加圧および加熱しながら成形する時に、熱によって樹脂帯が軟化し、その軟化した樹脂材料が第１の型部材と第２の型部材との間（合わせ面）から、加圧の圧力により、中空構造体を形成するプリプレグの方に膨出し、プリプレグの樹脂材料が補填される。
　このため、従来のように、本来プリプレグを形成するべき樹脂材料が、第１の型部材と第２の型部材との間に入り込んでしまい、完成した中空構造体の肉厚が減少することや、寸法精度等の品質が低下することを防止できる。なお、樹脂帯は、第１の型部材と第２の型部材との間に離型剤を介して介装される。このため、前記の剥離部材と同様に、第１の型部材と第２の型部材との間を剥離させやすくする効果を奏する。
　また、本発明に係る中子型の第２の態様は、長尺状の中子型の表面にプリプレグを積層した後、真空バッグを被せ、前記真空バッグ内を真空引きしながら加熱することにより、前記プリプレグを前記中子型に押し付けながら熱硬化させ、前記中子型に近似した形状（沿った形状）の中空構造体を成形するのに用いられる中子型であって、長尺方向に延びる第１の型部材と、同じく長尺方向に延びて前記第１の型部材に隣接し、且つ前記中空構造体の成形後に、前記第１の型部材から分離させて前記長尺方向に抜き取ることが可能な第２の型部材と、前記第１の型部材と前記第２の型部材との間に離型剤を介して挟装され、前記長尺方向に延び、且つ前記プリプレグと同類の樹脂材料からなる樹脂帯と、を具備している。
　上記第２の態様によれば、第１の型部材と第２の型部材との間に離型剤を介して樹脂帯が挟装されることにより、各型部材と樹脂帯との間に介在する離型剤によって第１の型部材と第２の型部材との間が剥離しやすくなり、中空構造体の成形後に第１の型部材と第２の型部材を抜き取りやすくなる。
　このため、成形された中空構造体から中子型を抜き取る際の作業性を高めるとともに、第１の型部材と第２の型部材との間に樹脂帯が介在することにより、第２の型部材の抜き取り時に第１の型部材と第２の型部材の合わせ面が傷付いたり摩滅したりすることを防止し、中子型の耐久性を高めることができる。
　しかも、中空構造体を加圧および加熱しながら成形する時に、熱によって樹脂帯が軟化し、その軟化した樹脂材料が第１の型部材と第２の型部材との間（合わせ面）から、加圧の圧力により、中空構造体を形成するプリプレグの方に膨出し、プリプレグの樹脂材料が補填される。
　このため、従来のように、本来プリプレグを形成するべき樹脂材料が、第１の型部材と第２の型部材との間に入り込んでしまい、完成した中空構造体の肉厚が減少することや、寸法精度等の品質が低下することを防止できる。
　また、本発明に係る中空構造体の製造方法は、長尺状の中子型の表面にプリプレグを積層した後、真空バッグを被せ、前記真空バッグ内を真空引きしながら加熱することにより、前記プリプレグを前記中子型に押し付けながら熱硬化させ、前記中子型に近似した形状（沿った形状）の中空構造体を成形する中空構造体の製造方法であって、前記中子型を構成する長尺方向に延びる第１の型部材と同じく長尺方向に延びて前記第１の型部材に隣接する第２の型部材との対向する合わせ面の少なくとも片面に剥離部材を被装する剥離部材被装工程と、前記第１の型部材と前記第２の型部材とを重ね合わせて前記中子型を組み立てる中子型組立工程と、前記中子型の表面に前記プリプレグを積層するプリプレグ積層工程と、前記プリプレグを積層した前記中子型に前記真空バッグを被せ、この真空バッグ内を真空引きしながら加熱する成形工程と、前記中子型の前記第２の型部材を前記第１の型部材から分離させて前記長尺方向に抜き取り、次に前記第１の型部材を前記中空構造体から抜き取る中子型抜き取り工程と、を備えている。
　上記の中空構造体の製造方法によれば、第１の型部材と、これに隣接する第２の型部材との合わせ面の間に剥離部材が介在することにより、合わせ面における摩擦係数が小さくなり、第１の型部材と第２の型部材との間が剥離しやすくなる。
　したがって、中子型抜き取り工程において、第１の型部材から第２の型部材を剥離して長尺方向に抜き取りやすくなり、これによって中空構造体の成形後に中子型を抜き取る際の作業性を高めるとともに、第１の型部材と第２の型部材の合わせ面が傷付いたり摩滅したりすることを防止して中子型の耐久性を高めることができる。
　以上のように、本発明に係る中子型および中空構造体の製造方法によれば、中空構造体の成形後に分割式の中子型を抜き取りやすくするとともに、中子型の耐久性を高め、且つ、中子型の合わせ面に樹脂が入りこんで中空構造体の肉厚が減少することを防止することができる。
本発明の第１実施形態を示す中子型の斜視図である。 本発明に係る中空構造体の製造方法を示し、（ａ）は剥離部材被装工程、（ｂ）は中子型組立工程、（ｃ）はプリプレグ積層工程、（ｄ）は成形工程、（ｅ）は中子型抜き取り工程を、それぞれ示す図である。 本発明の第２実施形態を示す中子型の斜視図である。 本発明の第３実施形態を示す中子型の斜視図である。 本発明の第４実施形態を示す中子型の斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について、図１～図５を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態を示す中子型１１の斜視図である。
　この中子型１１は、例えばヘリコプターのローターブレードのような長尺状の中空構造体ＳをプリプレグＰで形成するために用いるものである。具体的には、中子型１１の表面にプリプレグＰを積層（巻装）した後、後述するように真空バッグＶを被せ、この真空バッグＶの内部を真空引きしながら加熱成形することにより、プリプレグＰを中子型１１の外周面に押し付けながら熱硬化させ、中子型１１に近似した形状（沿った形状）の中空構造体Ｓを成形する、所謂オートクレーブ成形を行うためのものである。そして、このオートクレーブ成形後に中空構造体Ｓから中子型１１が抜き取られて中空構造体Ｓが完成する。
　中子型１１は、長尺方向に延びる２本の外型部材２（第１の型部材）と、これらの外型部材２の間に挟まれる中型部材３（第２の型部材）とを備えている。中型部材３は、中空構造体Ｓの成形後に、２本の外型部材２の間から長尺方向に抜き取ることが可能である。
　また、２本の外型部材２と中型部材３との対向する合わせ面の少なくとも片面には、低摩擦性材料で形成されたテープ５（剥離部材）が貼着されている。本実施形態ではテープ５が中型部材３の両面に貼着されているが、テープ５を外型部材２の方に貼着したり、外型部材２と中型部材３の両方に貼着してもよい。
　テープ５の材質として好ましいのは、例えばポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）等のフッ素樹脂系材料であるが、剥離性と耐熱性に優れていれば、例えばポリプロピレン、ポリアレート、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、シリコーン系樹脂、アルキット系樹脂等、他の材質とすることも考えられる。さらに、粘着性のあるテープ５を剥離部材として用いる代わりに、上記の各材料等からなるフィルム、あるいは上記各材料をコーティングされたフィルム等を用いてもよい。
　次に、この中子型１１を用いた中空構造体Ｓの製造方法について、図２（ａ）～（ｅ）を参照しながら説明する。
　まず、図２（ａ）に示すように、中子型１１を構成する中型部材３の両面（合わせ面）にテープ５を貼着する（剥離部材被装工程Ａ）。テープ５は、中型部材３の両面に貼着する代わりに、外型部材２の合せ面に貼着してもよい。
　次に、図２（ｂ）に示すように、両面にテープ５が貼着された中型部材３に２枚の外型部材２を重ね合わせて、中子型１１を組み立てる（中子型組立工程Ｂ）。この時、テープ５と外型部材２との間に離型剤を塗布するとより好ましい。
　次に、図２（ｃ）に示すように、中子型１１の表面にプリプレグＰを積層する（プリプレグ積層工程Ｃ）。
　次に、図２（ｄ）の左側に示すように、プリプレグＰを積層した中子型１１に真空バッグＶを被せ、その後、図２（ｄ）の右側に示すように、真空バッグＶの内部を真空引きしながら加熱するオートクレーブ成形を行う（成形工程Ｄ）。
　成形工程Ｄにおいて所定の加熱時間が経過し、プリプレグＰが熱硬化すると、中空構造体Ｓが完成する。その後、中子型１１を中空構造体Ｓとともに真空バッグＶから取り出し、図２（ｅ）の左側に示すように、まず中子型１１の中型部材３を２本の外型部材２の間から剥離させて長尺方向に抜き取り、その後、図２（ｅ）の右側に示すように、２本の外型部材２を中空構造体Ｓから抜き取る（中子型抜き取り工程Ｅ）。先に中型部材３が２本の外型部材２の間から抜き取られることにより、その後で２本の外型部材２を中空構造体Ｓから容易に抜き取ることができる。これにより、中空構造体Ｓが完成する。
　上記のように構成された中子型１１、および中空構造体Ｓの製造方法によれば、２本の外型部材２と、その間に挟まれる中型部材３との、対向する合わせ面の間に、フッ素樹脂等の低摩擦性材料で形成されたテープ５が介在する。これにより、外型部材２と中型部材３との間の摩擦係数が小さくなり、外型部材２と中型部材３との間が剥離しやすくなる。
　したがって、中子型抜き取り工程Ｅにおいて、最初に２本の外型部材２の間から中型部材３を長尺方向に抜き取る際に、中型部材３が非常に抜き取りやすい。このため、中型部材３を抜き取る際の作業性を格段に高めるとともに、外型部材２と中型部材３の合わせ面が傷付いたり摩滅したりすることを防止し、中子型１１の耐久性を飛躍的に高めることができる。
　テープ５は、損傷しても交換が容易であるため、定期的に交換することにより、中子型１１のコンディションを長期間に亘って健全に保つことができる。
　しかも、外型部材２と中型部材３との間に介在するテープ５として、液密性のあるものを用いることにより、外型部材２と中型部材３との間が液密的にシールされる。このため、真空バッグＶの内部でプリプレグＰを加圧および加熱しながら中子型１１の形状に合わせて成形する際に、溶融または軟化したプリプレグＰの樹脂材料が、成形時の圧力によって中子型１１の分割面に入り込んでしまうことが防止される。このため、完成した中空構造体Ｓの肉厚が減少したり、精度が低下してしまうことを防止することができる。
［第２実施形態］
　図３は、本発明の第２実施形態を示す中子型２１の斜視図である。
　この第２実施形態では、中子型２１を構成する中型部材３の両面に、第１実施形態と同様に、低摩擦材料で形成されたテープ５が貼着されているが、このテープ５は長尺方向に沿って延びると共に複数本並列に貼着され、これら各テープ５の間に、長尺方向に沿って延びる複数の空きスペース６が設けられている。その以外の構成は第１実施形態と同様である。
　例えば、これら複数のテープ５の幅寸法は各々１０ｍｍであり、空きスペース６の幅寸法も１０ｍｍとされている。このテープ５の本数およびテープ５と空きスペース６の幅寸法は、中空構造体Ｓの寸法に応じて適宜変更することができる。また、テープ５と空きスペース６の幅寸法は、必ずしも全て同一寸法である必要はない。なお、テープ５は、中型部材３の両面に貼着する代わりに、外型部材２の接合面に貼着してもよい。
　このように、中型部材３の両面（または外型部材２の接合面）に、間隔を開けて複数本のテープ５を貼着し、その間に空きスペース６を設けることにより、テープ５が外型部材２（または中型部材３）に密着する面積が格段に減少する。このため、外型部材２の間から中型部材３を抜き取る際の摩擦抵抗を第１実施形態の場合より小さくし、成形完了後に中型部材３を外型部材２の間からさらに抜き取りやすくすることができる。また、テープ部材５の使用量を減少させてコストダウンを図ることができる。
［第３実施形態］
　図４は、本発明の第３実施形態を示す中子型３１の斜視図である。
　この第３実施形態では、中子型３１を構成する中型部材３の両面に、第２実施形態と同様に、低摩擦材料で形成された複数本のテープ５が貼着され、これら各テープ５の間に複数の空きスペース６が設けられている。そして、これらの空きスペース６に、複数本の樹脂帯７が離型剤を介して貼着されている。
　これらの樹脂帯７は、プリプレグＰと同類の樹脂材料からなり、帯状に形成されている。なお、樹脂帯７は強化繊維を含まないものとしてもよい。樹脂帯７の厚みをテープ５の厚みと同一に設定するのが好ましい。また、樹脂帯７の幅は、空きスペース６の幅と同じか、やや小さく設定される。その他の構成は第２実施形態と同様である。
　このように、中型部材３の両面（または外型部材２の接合面）に、間隔を開けて複数本のテープ５を貼着し、その間の空きスペース６に、プリプレグＰと同類の樹脂材料からなる帯状に形成された樹脂帯７を、離型剤を介して貼着する。これにより、２本の外型部材２と中型部材３との間（合わせ面）に樹脂帯７がテープ５と共に挟装される。
　このため、前述の成形工程Ｄにおいて、中空構造体Ｓを加圧および加熱しながら成形する時に、熱によって樹脂帯７が軟化し、その軟化した樹脂材料が外型部材２と中型部材３との間（合わせ面）から、加圧の圧力により、中空構造体Ｓを形成するプリプレグＰの方に膨出し、プリプレグＰの樹脂材料が補填される。なお、テープ５よりも樹脂帯７を厚くすることにより、軟化した樹脂帯７の樹脂材料をより積極的にプリプレグＰの方に膨出させるようにしてもよい。
　このため、従来のように、本来プリプレグＰを形成するべき樹脂材料が、外型部材２と中型部材３との間に入り込んでしまい、完成した中空構造体Ｓの肉厚が減少することや、精度が低下することを防止できる。なお、樹脂帯７は、外型部材２と中型部材３との間に離型剤を介して介装される。このため、テープ５と同様に、外型部材２と中型部材３との間を剥離させやすくする効果を奏する。
［第４実施形態］
　図５は、本発明の第４実施形態を示す中子型４１の斜視図である。
　この第４実施形態では、中子型４１を構成する２本の外型部材２と中型部材３との間に、プリプレグＰと同類の樹脂材料からなる樹脂帯８が離型剤を介して挟装されており、第１～第３実施形態のテープ５は用いられていない。樹脂帯８の幅は、中子型４１（外型部材２、中型部材３）の幅と略同一に設定されている。
　このように、外型部材２と中型部材３との間に、プリプレグＰと同類の樹脂材料からなる樹脂帯８を、離型剤を介して挟装することにより、各型部材２，３と樹脂帯８との間に介在する離型剤によって外型部材２と中型部材３との間が剥離しやすくなり、中空構造体Ｓの成形後に２本の外型部材２の間から中型部材３を抜き取りやすくなる。
　このため、中型部材３を抜き取る際の作業性を高めるとともに、中型部材３の抜き取りに伴い、外型部材２と中型部材３の合わせ面が傷付いたり摩滅したりすることを防止し、中子型４１の耐久性を高めることができる。
　また、第３実施形態と同じく、中空構造体Ｓを加圧および加熱しながら成形する時（成形工程Ｄ）に、熱により樹脂帯８が軟化し、その軟化した樹脂材料が外型部材２と中型部材３との間（合わせ面）から中空構造体Ｓを形成するプリプレグＰの方に膨出し、プリプレグＰの樹脂材料を補填する作用がある。これにより、完成した中空構造体Ｓの肉厚が減少することや、寸法精度等の品質が低下することを防止できる。
　以上のように、本発明に係る中子型１１，２１，３１，４１および中空構造体Ｓの製造方法によれば、中空構造体Ｓの成形後に分割式の中子型１１，２１，３１，４１の外型部材２の間から中型部材３を抜き取りやすくするとともに、中子型１１，２１，３１，４１の耐久性を高め、且つ、外型部材２と中型部材３との合わせ面にプリプレグＰの樹脂が逆流して中空構造体Ｓの肉厚が減少することを防止し、寸法精度等の品質を高めることができる。
　なお、本発明は、前記の第１～第４実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
　例えば、中子型１１，２１，３１，４１（外型部材２、中型部材３）の形状や分割構造、および中空構造体Ｓの形状等は、前記実施形態のものに限定されることはない。即ち、前記各実施形態における中子型１１，２１，３１，４１は、２枚の外型部材２の間に１枚の中型部材３が挟まれる上下３分割構造であったが、これを上下２分割構造や、左右３分割（左右２分割）等にすることも考えられる。
２　外型部材（第１の型部材）
３　中型部材（第２の型部材）
５　テープ（剥離部材）
６　空きスペース
７，８　樹脂帯
１１，２１，３１，４１　中子型
Ａ　剥離部材被装工程
Ｂ　中子型組立工程
Ｃ　プリプレグ積層工程
Ｄ　成形工程
Ｅ　中子型抜き取り工程
Ｐ　プリプレグ
Ｓ　中空構造体
Ｖ　真空バッグ

Claims (5)

  1. 　長尺状の中子型の表面にプリプレグを積層した後、真空バッグを被せ、前記真空バッグ内を真空引きしながら加熱することにより、前記プリプレグを前記中子型に押し付けながら熱硬化させ、前記中子型に近似した形状の中空構造体を成形するのに用いられる中子型であって、
    　長尺方向に延びる第１の型部材と、
    　同じく長尺方向に延びて前記第１の型部材に隣接し、且つ前記中空構造体の成形後に、前記第１の型部材から分離させて前記長尺方向に抜き取ることが可能な第２の型部材と、
    　前記第１の型部材と前記第２の型部材との対向する合わせ面の少なくとも片面に被装される剥離部材と、
    を備えた中子型。
  2. 　前記剥離部材を帯状に形成して前記長尺方向に沿って延びるように複数本並列に被装し、これら各剥離部材の間に、前記長尺方向に沿って延びる空きスペースを設けた請求項２に記載の中子型。
  3. 　前記空きスペースに離型剤を介して被装される、前記プリプレグと同類の樹脂材料からなる樹脂帯をさらに備えた請求項２に記載の中子型。
  4. 　長尺状の中子型の表面にプリプレグを積層した後、真空バッグを被せ、前記真空バッグ内を真空引きしながら加熱することにより、前記プリプレグを前記中子型に押し付けながら熱硬化させ、前記中子型に近似した形状の中空構造体を成形するのに用いられる中子型であって、
    　長尺方向に延びる第１の型部材と、
    　同じく長尺方向に延びて前記第１の型部材に隣接し、且つ前記中空構造体の成形後に、前記第１の型部材から分離させて前記長尺方向に抜き取ることが可能な第２の型部材と、
    　前記第１の型部材と前記第２の型部材との間に離型剤を介して挟装され、前記長尺方向に延び、且つ前記プリプレグと同類の樹脂材料からなる樹脂帯と、
    を具備してなる中子型。
  5. 　長尺状の中子型の表面にプリプレグを積層した後、真空バッグを被せ、前記真空バッグ内を真空引きしながら加熱することにより、前記プリプレグを前記中子型に押し付けながら熱硬化させ、前記中子型に近似した形状の中空構造体を成形する中空構造体の製造方法であって、
    　前記中子型を構成する長尺方向に延びる第１の型部材と同じく長尺方向に延びて前記第１の型部材に隣接する第２の型部材との対向する合わせ面の少なくとも片面に剥離部材を被装する剥離部材被装工程と、
    　前記第１の型部材と前記第２の型部材とを重ね合わせて前記中子型を組み立てる中子型組立工程と、
    　前記中子型の表面に前記プリプレグを積層するプリプレグ積層工程と、
    　前記プリプレグを積層した前記中子型に前記真空バッグを被せ、この真空バッグ内を真空引きしながら加熱する成形工程と、
    　前記中子型の前記第２の型部材を前記第１の型部材から分離させて前記長尺方向に抜き取り、次に前記第１の型部材を前記中空構造体から抜き取る中子型抜き取り工程と、
    を備える中空構造体の製造方法。
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