JPH03248997A - 航空機の胴体構造およびその成形方法 - Google Patents

航空機の胴体構造およびその成形方法

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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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、繊維強化樹脂により一体成形した航空機の胴
体構造およびその成形方法に関する。
（従来の技術） 繊維強化樹脂により航空機の胴体構造を成形する技術手
段として、予め構成した縦通材とフレームからなる枠組
みを別工程で作り、この枠組みに内型をセットし、この
内型の外面に露１」１繊維と外皮用繊維とを樹脂を介在
さぜながら交互に積層して筒状外皮体を形成するものは
、特開昭６１１６９３９４号公報に開示されている。
また航空機の胴体外板を成形する技術手段として、半割
雄型の凸形成形面に接着剤を付けた強化繊維をテンシ９
ンを掛けながら積層し、接着剤を硬化させて形成される
半割円筒状繊維積層体を、ミシン掛けした後に繊維積層
体の接着剤を取り除き、この繊維積層体を半割雌型内に
置き、繊維積層体に樹脂を含浸させてからこの樹脂を硬
化させて、半割円筒状の外皮体を作り、２つの半割円筒
状外皮体を露出強化繊維が絡むようにしながら接合し、
この絡み部に樹脂を含浸、硬化させて胴体外板を形成す
るものは、特開昭６２−１９４４０号公報に開示されて
いる。
さらに胴体構成部祠同士を結合する技術手段として、相
直交する２方向の繊維を織り合イつせて十字形とし、こ
の十字形部分に樹脂を含浸、硬化させることで、強力な
結合部を形成するようにしたものは、特開昭５７−３４
９４４号公報に開示されている。
（発明が解決しようとする課題） 内型の外面に露出繊維と外皮用繊維とを樹脂を介在させ
ながら交互に積層して筒状外皮体を形成する技術手段で
は、胴体を構成する強度部材となる縦通材とフレームを
予め作っておく必要があり、効率的ではなく、またフレ
ームと外板の接合のために、フレーム外面の露出繊維を
と外皮用繊維とを樹脂を介在させながら交互に積層しな
ければならず、作業能率も悪く、また成形された製品の
品質も十分満足のいくものではない。
また２つの半割円筒状外皮体から胴体性数を形成する技
術手段では、半割円筒状外皮体を成形する際に、いった
ん接着剤とともに積層した後、接着剤を取り除き、そし
て新たに樹脂を含浸させる工程を必要とし、製品を作る
上に手間がかかってしまう。
さらに相直交する２方向の繊維を織り合わせて形成され
る十字形部分に樹脂を含浸、硬化させて結合部とする技
術手段では、結合部同士を接合するために、他の部材を
必要とし、結果的に重量面から適切なものとはならない
。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、胴体の補
強部材である縦通材とフレームとらなる組立て体の外面
にテープ状繊維強化プリプレグを巻き付け硬化処理する
ことで、高い強度の航空機の胴体構造およびその成形方
法を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 本発明の航空機の胴体構造は、繊維強化積層４イで形成
され外周面に周方向に間隔を置いて複数の凹部を設けた
リング状部材を複数個間隔を置いて配置したフレームと
、繊維強化積層材で形成され一面に上記リング状部材に
設けた凹部に対応した凸部を設けた板状部材の複数個か
らなり板状部材の凸部をリング状部材に設けた凹部に嵌
合してリング状部材同士を連結する縦通材と、フレーム
と縦通材の組み立て体の外面に巻き付け後、硬化処理に
より一体化される繊維強化積層材とを有して構成される
。
本発明の航空機の胴体構造の成形方法は、繊維強化積層
材で形成され外周面に周方向に間隔を置いて複数の凹部
を設けたリング状部材と繊維強化積層材で形成され一面
に上記リング状部材（こ設けた凹部に対応した凸部を設
けた板状部祠を設け、複数のリング状部材を間隔を置い
て配置したフレームに両端開口のシリコンバッグを介し
て外板積層用治具を挿着し、外板積層用治具に設けた凹
部にリング状部材およびフレーム用マンドレルを装着し
、ついで板状部材および縦通材用マンドレルを外側から
外板積層用治具に装着し、形成される組み立て体をワイ
ンディング用治具に外装し、組み立て体の外面にテープ
状繊維強化プリプレグを巻き付け、この組み立て体を雌
型の硬化用治具にセットし、外板積層用治具とワインデ
ィング用治具をとりはずし、バギングおよび硬化処理を
行なうことで構成される。
（作　用） 本発明の航空機の胴体構造においては、フレームと縦通
材の組立て体に対してテープ状繊維強化プリプレグを巻
き（−Ｊけ、これら組立て体を硬化処理により一体成形
品とするので、平滑な表向で大幅に軽量化される製品と
なり、また強化繊維か分割されないので商い強度の製品
となる。
本発明の航空機の胴体構造の成形方法においては、フレ
ームと縦通材の組立て体に対してテープ状繊維強化プリ
プレグを巻き付けることにより、成形する際の部材の正
確な位置決めおよび部材への均等な加圧が可能になり、
またフレームと縦通材とテープ状繊維強化プリプレグは
硬化処理により一体成形されるので、作業時間も短縮し
コストを下げることができる。
（実施例） 以下本発明の一実施例を図面につき説明する。
第１図は本発明による航空機の胴体構造を示し、この胴
体構造１は、フレーム２と、縦通材３と、フレーム２と
縦通材３の組立て体の外面に巻き（−Ｊけられたテープ
状繊維強化プリプレグ４とから構成されている。
上記フレーム２は、間隔を置いて配置した複数のリング
状部材５から形成されている。」二記すング状部材５は
、繊維強化積層＋４で形成され、外周面６に周）ｊ向に
間隔を置いて複数の凹部７．７・・・が設けられている
。
上記縦通材３は、上記リング状部材５を橋絡するように
配置される複数の板状部材８から形成されている。上記
板状部材８も、上記リング状部材５と同様に繊維強化積
層材で形成され、−面に軸線方向に延びる凸条９が突設
されている。この凸条９の断面形状はリング状部材５に
設けた凹部７の形状に対応している。
上記テープ状繊維強化プリプレグ４は、フィラメントを
引き揃えて細幅とした繊維束に樹脂を含浸して形成され
ている。
つぎに航空機の胴体構造の成形方法を説明する。
まず第４図（ａ）に示すように、リング状部材５および
板状部祠８を繊維強化積層材のハンドレイアップ、ある
いは自動積層手段により積層し、適当な成形手段を用い
て′ｆ−備的に成形する。
つぎに第４図（ｂ）に示すように、たとえばシリコンゴ
ムで成形したシリコンバッグ１０を準備する。このシリ
コンバッグ１０は、両端開口の筒体であって、周面には
軸ｈ″向に間隔を置いてリング状部材５を配置するため
の環状溝１１および軸方向に延びる板状部材８を配置す
るための？ｇ１２が形成されている。
つぎに予備成形されたリング状部′ｖＪ５をフレームを
構成するように複数個間隔を置いて配置し、これらリン
グ状部材５に両端開口のシリコンバッグ１０を装着し、
ついで複数の円弧形部材からなる外板積層用治具１３を
シリコンバッグ１０の内部に円筒状をなすように順次装
着する。この外板積層用治具１３にはシリコンバッグ１
０に対応した凹部が形成されており、これら凹部にシリ
コンバッグ１０を介してリング状部材５を第４図（ｃ）
に示すように装着する。この際図示しないフレーム用マ
ンドレルも同時に装着する。
リング状部材５の外板積層用治具１３への装着が終イつ
ったら、縦通材を構成する板状部材８および縦通材用マ
ンドレル１４を外側から外板積層用治具１３に装着する
。これによりフレーム、縦通材および外板積層用治具］
３の組立て体が形成される。この場合フレームおよび縦
適材は所定の位置に正確に配置される。
つぎに、第４図（ｄ）に示すように、上記組立て体を、
ワインディング用治具１５に外装し、フィラメントを引
き揃えて細幅とした繊維束に樹脂を含浸しテープ状繊維
強化プリプレグ１６を、フレームおよび縦通材の組立て
体の外面に層を形成するように巻き付け、胴体外板を形
成する。このテープ状繊維強化プリプレグ１６の巻き（
−Ｊけ角度および巻き層の数は要求される胴体外板の強
度に応じて決められる。
テープ状繊維強化プリプレグ］６のフレームおよび縦通
材の組立て体への巻き付けが完了したら、この組立て体
に第４図（ｅ）に示すように硬化用雌型マンドレル１７
をセットし、ここから第４図（ｆ）に示すように外板積
層用治具１３およびワインディング用治具１５を取り外
す。この場合シリコンバッグ１０は組立て体に残され、
フレームおよび縦通材の位置ずれを防ぐ。
ついで硬化用雌型マンドレル１７にセットされた組立て
体は、通常の硬化手順に基づき、バギング工程および硬
化上程を経て製品となる。硬化用雌型マンドレル１７お
よびシリコンバッグ１０は、硬化上程が終ｒした段階で
取り外される。
第５図および第６図は本発明の他の実施例を示し、第５
図に示す実施例では、フレームを直径の異なる複数のリ
ング状部材２０．２１．２２で構成し、これらリング状
部を適宜間隔を置いて配置し、繊維強化プリプレグ２３
を巻き付けることにより、異なる外径部分を持つ外板を
成形している。
また第６図に示す実施例では、フレームを３つの円弧部
分をもつ複数のリング状部材２４で構成し、１ これらリング状部を適宜間隔を置いて配置し、繊維強化
プリプレグ２５を巻き付けることにより外板を成形して
いる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の航空機の胴体構造は、フレ
ームと縦通材の組み立て体の外面にテープ状繊維強化プ
リプレグ巻き付け、これらを硬化処理により一体成形さ
れるので、平滑な表面で大幅に軽量化された製品となり
、また強化繊維が分割されないので高い強度の製品とな
る。
また本発明の航空機の胴体構造の成形方法は、複数のリ
ング状部材を間隔を置いて配置したフレームに両端開口
のシリコンバッグを介して外板積層用治具を種石し、外
板積層用治具に設けた凹部にリング状部材およびフレー
ム用マンドレルを装着するとともに、板状部材および縦
通材用マンドレルを外側から外板積層用治具に装着し、
形成される組み立て体をワインディング用治具に外装し
、組み立て体の外面にテープ状繊維強化プリプレグを巻
き付け、この組み立て体にテープ状繊維強化　２ プリプレグを巻き付けるので、成形する際の部材の正確
な位置決めおよび部材への均等な加圧が可能になり、ま
たフレームと縦通材とテープ状繊維強化プリプレグは硬
化処理により一体成形されるので、作業時間も短縮しコ
ストを下げることができる
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による航空機の胴体構造の一部を示す図
、第２図はフレームを構成するリング状部材の斜視図、
第３図は縦通材を構成する板状部材の斜視図、第４図は
本発明による航空機の胴体構造の成形ｈ′法を工程順に
示す図、第５図および第６図は本発明による航空機の胴
体構造の他の実施例を示す図である。 １・・・胴体構造、２・・・フレーム、３・・・縦通材
、４・・・テープ状繊維強化プリプレグ、５・・・リン
グ状部材、８・・・板状部材、１０・・・シリコンバッ
グ、１３・・・外板積層用治具、１５・・・ワインディ
ング用治具１５．１７・・・硬化用雌型マンドレル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、繊維強化積層材で形成され外周面に周方向に間隔を
    置いて複数の凹部を設けたリング状部材を複数個間隔を
    置いて配置したフレームと、繊維強化積層材で形成され
    一面に上記リング状部材に設けた凹部に対応した凸部を
    設けた板状部材の複数個からなり板状部材の凸部をリン
    グ状部材に設けた凹部に嵌合してリング状部材同士を連
    結する縦通材と、フレームと縦通材の組み立て体の外面
    に巻き付け後、硬化処理により一体化されるテープ状繊
    維強化プリプレグとを有する航空機の胴体構造。 ２、繊維強化積層材で形成され外周面に周方向に間隔を
    置いて複数の凹部を設けたリング状部材と繊維強化積層
    材で形成され一面に上記リング状部材に設けた凹部に対
    応した凸部を設けた板状部材を設け、複数のリング状部
    材を間隔を置いて配置して形成されるフレームに両端開
    口のシリコンバッグを介して外板積層用治具を挿着し、
    外板積層用治具に設けた凹部にリング状部材およびフレ
    ーム用マンドレルを装着し、ついで板状部材および縦通
    材用マンドレルを外側から外板積層用治具に装着し、形
    成される組立て体をワインディング用治具に外装し、組
    立て体の外面にテープ状繊維強化プリプレグを巻き付け
    、この組立て体を雌型の硬化用治具にセットし、外板積
    層用治具とワインディング用治具をとりはずし、バギン
    グおよび硬化処理を行なうことを特徴とする航空機の胴
    体構造の成形方法。
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