JPH0647256B2 - 繊維強化複合材料の強化部材 - Google Patents
繊維強化複合材料の強化部材Info
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- JPH0647256B2 JPH0647256B2 JP62013012A JP1301287A JPH0647256B2 JP H0647256 B2 JPH0647256 B2 JP H0647256B2 JP 62013012 A JP62013012 A JP 62013012A JP 1301287 A JP1301287 A JP 1301287A JP H0647256 B2 JPH0647256 B2 JP H0647256B2
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- spar
- fiber
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はヘリコプターブレード等のスパーに好適な、繊
維強化複合材料に使用する強化部材に関するものであ
る。
維強化複合材料に使用する強化部材に関するものであ
る。
ヘリコプターは既に周知の如く、機体の上部に複数のブ
レードを放射状に配置したローターを有し、該ローター
を高速回転させることによりブレードに生ずる揚力によ
り飛翔するものである。
レードを放射状に配置したローターを有し、該ローター
を高速回転させることによりブレードに生ずる揚力によ
り飛翔するものである。
ところでこのヘリコプターのブレードは、その基端にお
いて回転シャフトに固定されており、片持ちの状態にな
っており、しかも高速で回転するためブレードの自重の
約２５０倍にも及ぶ大きな遠心力が作用し、さらに高速
回転に伴って、常時複雑な捩れ力が作用する。従ってブ
レードは、軽く、強度特に長さ方向の強度が大きく、且
つ捩れに対して大きな抵抗を示すものであることが要求
される。
いて回転シャフトに固定されており、片持ちの状態にな
っており、しかも高速で回転するためブレードの自重の
約２５０倍にも及ぶ大きな遠心力が作用し、さらに高速
回転に伴って、常時複雑な捩れ力が作用する。従ってブ
レードは、軽く、強度特に長さ方向の強度が大きく、且
つ捩れに対して大きな抵抗を示すものであることが要求
される。
そこで通常前記ブレードの構造としては、基本的に第３
図及び第４図に示すような構造が採用されている。すな
わち、ブレード１の全長に亙って延びるスパー２を有
し、該スパー２の基端には回転シャフトに取付けるため
の取付け孔３が形成されており、このスパー２がブレー
ド１の引張り強度及び捩れ抵抗力の一部を負担する。そ
してこのスパー２の後縁にハニカム材４が設けられ、ブ
レード１の断面形状を整え、またスパー２の前縁にはノ
ーズウェイト５が設けられ、ブレード１の重量バランス
をとっている。そしてこれらの構造材がスキン材６で包
まれ、一体のブレード１を形成しているのである。
図及び第４図に示すような構造が採用されている。すな
わち、ブレード１の全長に亙って延びるスパー２を有
し、該スパー２の基端には回転シャフトに取付けるため
の取付け孔３が形成されており、このスパー２がブレー
ド１の引張り強度及び捩れ抵抗力の一部を負担する。そ
してこのスパー２の後縁にハニカム材４が設けられ、ブ
レード１の断面形状を整え、またスパー２の前縁にはノ
ーズウェイト５が設けられ、ブレード１の重量バランス
をとっている。そしてこれらの構造材がスキン材６で包
まれ、一体のブレード１を形成しているのである。
而して本発明は、前記ブレード１における複合材料製ス
パー用強化部材の構造に関するものである。
パー用強化部材の構造に関するものである。
従来の技術 従来スパー２の構造としては、芳香族ポリアミド繊維、
炭素繊維等の高強度繊維の繊維束に樹脂を含浸し、フィ
ラメントワインディング法にて二本のピン間に巻きつ
け、それを型に嵌めてスパーキャップを形成し、前記ピ
ン穴が前記取付け孔３となるようその両端部をスパー２
の一定翼形部の外径形状に沿って配設し、これをハニカ
ム材４、ノーズウェイト５及びスキン材６と共に金型で
加圧、加熱して、前記反応硬化型合成樹脂を硬化させ、
剛直なスパー２を有するブレード１を形成していた。該
スパー２の内部は、前記プリプレグをエアーバッグの外
表面上に配設することにより中空に形成したり、ハニカ
ム材を芯体としてその外周に前記プリプレグを配設する
ことにより、スパー２の内部を空洞にしている。
炭素繊維等の高強度繊維の繊維束に樹脂を含浸し、フィ
ラメントワインディング法にて二本のピン間に巻きつ
け、それを型に嵌めてスパーキャップを形成し、前記ピ
ン穴が前記取付け孔３となるようその両端部をスパー２
の一定翼形部の外径形状に沿って配設し、これをハニカ
ム材４、ノーズウェイト５及びスキン材６と共に金型で
加圧、加熱して、前記反応硬化型合成樹脂を硬化させ、
剛直なスパー２を有するブレード１を形成していた。該
スパー２の内部は、前記プリプレグをエアーバッグの外
表面上に配設することにより中空に形成したり、ハニカ
ム材を芯体としてその外周に前記プリプレグを配設する
ことにより、スパー２の内部を空洞にしている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら前記スパー２においては、個々の高強度繊
維がバラバラであるため、これを所定の形状に配設する
際にその配列が乱れ易く、強度や寸法精度にバラツキが
生じ易い。特にＬ字形状のコーナー部においては、型に
よる加圧で厚さが薄くなり易い。またフィラメントワイ
ンディング法は時間がかかる上、巻いた後の繊維を型に
嵌める際に繊維がバラバラになり易く、取扱いが困難で
ある。
維がバラバラであるため、これを所定の形状に配設する
際にその配列が乱れ易く、強度や寸法精度にバラツキが
生じ易い。特にＬ字形状のコーナー部においては、型に
よる加圧で厚さが薄くなり易い。またフィラメントワイ
ンディング法は時間がかかる上、巻いた後の繊維を型に
嵌める際に繊維がバラバラになり易く、取扱いが困難で
ある。
ヘリコプターのブレードの形状は、空気力学的に設計さ
れ、且つその形状に基いてヘリコプターに作用する揚力
が決定されるものであるから、そのスパー２の寸法精度
は極めて高いものであることが要求され、しかも前述の
ようにブレード１はその作動時に極めて大きな且つ複雑
な力が作用するものであるから、強度にバラツキが生じ
ることは致命的欠陥となる。
れ、且つその形状に基いてヘリコプターに作用する揚力
が決定されるものであるから、そのスパー２の寸法精度
は極めて高いものであることが要求され、しかも前述の
ようにブレード１はその作動時に極めて大きな且つ複雑
な力が作用するものであるから、強度にバラツキが生じ
ることは致命的欠陥となる。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、成型
時に高強度繊維の配列の乱れが生じることがなく、且つ
強度や寸法精度にバラツキが生じることのない複合材料
製スパー用強化部材を提供することを目的とするもので
ある。
時に高強度繊維の配列の乱れが生じることがなく、且つ
強度や寸法精度にバラツキが生じることのない複合材料
製スパー用強化部材を提供することを目的とするもので
ある。
問題点を解決する手段 而して本考案は、少なくともたて糸に高強度繊維を使用
し、中央部に細幅部を、両端部に広幅部をそれぞれ形成
し、該広幅部から細幅部まで幅が連続的に変化するテー
パー部を形成したベルトを織成し、該ベルトを、前記細
幅部において取付け孔を迂回し、前記テーパー部におい
て捩り、前記広幅部において隣接するベルトの側縁を突
合わせて筒状に積層配置して一定翼形部を形成したこと
を特徴とするものである。
し、中央部に細幅部を、両端部に広幅部をそれぞれ形成
し、該広幅部から細幅部まで幅が連続的に変化するテー
パー部を形成したベルトを織成し、該ベルトを、前記細
幅部において取付け孔を迂回し、前記テーパー部におい
て捩り、前記広幅部において隣接するベルトの側縁を突
合わせて筒状に積層配置して一定翼形部を形成したこと
を特徴とするものである。
第２図は、本発明のスパー２を構成するベルト７を示す
ものである。該ベルト７は、その少なくともたて糸に高
強度繊維が使用された織物である。高強度繊維として
は、例えば芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維、ガラス繊
維等が挙げられる。ベルト７を構成するよこ糸としても
前記高強度繊維を使用するのが好ましいが、特にそれに
限定されるものではなく、通常のポリアミド繊維、ポリ
エステル繊維等を使用しても良い。
ものである。該ベルト７は、その少なくともたて糸に高
強度繊維が使用された織物である。高強度繊維として
は、例えば芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維、ガラス繊
維等が挙げられる。ベルト７を構成するよこ糸としても
前記高強度繊維を使用するのが好ましいが、特にそれに
限定されるものではなく、通常のポリアミド繊維、ポリ
エステル繊維等を使用しても良い。
該ベルト７は中央部に細幅部８を有し、両端部に広幅部
９を有し、細幅部８から広幅部９まで幅が連続的に変化
するテーパー部１０が形成されている。このベルト７の
形状の一例をさらに具体的に説明すると、細幅部８の幅
はスパー２の基端における高さの約１／２であり、広幅
部９の幅は、スパー２の一定翼形部の周長の約１／８と
なっている。またこのベルト７は、単一の厚いベルトで
あると、取付け孔３での巻き付けの際に内側に皺がよる
ので、同形の薄い複数枚のベルトを重ね合わせて使用し
なければならない。
９を有し、細幅部８から広幅部９まで幅が連続的に変化
するテーパー部１０が形成されている。このベルト７の
形状の一例をさらに具体的に説明すると、細幅部８の幅
はスパー２の基端における高さの約１／２であり、広幅
部９の幅は、スパー２の一定翼形部の周長の約１／８と
なっている。またこのベルト７は、単一の厚いベルトで
あると、取付け孔３での巻き付けの際に内側に皺がよる
ので、同形の薄い複数枚のベルトを重ね合わせて使用し
なければならない。
而してこのベルト７でスパー用強化部材を形成する。第
１図（ａ）はベルト７で形成されたスパー用強化部材を
示すものであり、第１図（ｂ）はその一部の組合わせ
を、第１図（ｃ）はベルト７の積層過程を示す。
１図（ａ）はベルト７で形成されたスパー用強化部材を
示すものであり、第１図（ｂ）はその一部の組合わせ
を、第１図（ｃ）はベルト７の積層過程を示す。
先ずブレード１の取付け孔３を形成すべき位置にピン１
１を固定する。第１図（ａ）の例では取付け孔３は二個
設けられているが、ブレード１の種類やヘリコプターの
形式によっては、一個の場合も有る。而してベルト７を
その細幅部８において二つ折りにし、当該細幅部８にお
いて前記ピン１１を掛け回す。各ピン１１には、それぞ
れ上下に二つのベルト７を並列して掛け回す。このとき
各ベルト７は、その幅方向がスパー２の高さ方向に向い
ているので、テーパー部１０において徐々に捩ってベル
ト７の幅方向がスパー２の幅方向に向くようにする。
１を固定する。第１図（ａ）の例では取付け孔３は二個
設けられているが、ブレード１の種類やヘリコプターの
形式によっては、一個の場合も有る。而してベルト７を
その細幅部８において二つ折りにし、当該細幅部８にお
いて前記ピン１１を掛け回す。各ピン１１には、それぞ
れ上下に二つのベルト７を並列して掛け回す。このとき
各ベルト７は、その幅方向がスパー２の高さ方向に向い
ているので、テーパー部１０において徐々に捩ってベル
ト７の幅方向がスパー２の幅方向に向くようにする。
この状態でベルト７の両端部の広幅部９を、隣接するベ
ルト７の広幅部９とその側縁において突合わせ、連続し
た板状の上面及び下面を形成する。このときピン１１の
下部に掛け回したベルト７で下面を形成し、上部に掛け
回したベルト７で上面を形成する。
ルト７の広幅部９とその側縁において突合わせ、連続し
た板状の上面及び下面を形成する。このときピン１１の
下部に掛け回したベルト７で下面を形成し、上部に掛け
回したベルト７で上面を形成する。
そして当該上面及び下面の両側縁部のベルト７を曲げて
互いに突合わせ、一定翼形部の外形形状に沿って積層配
置し、スパー２の前縁部及び後縁部を形成する。これに
よって所望の形状の筒状の強化部材が形作られる。
互いに突合わせ、一定翼形部の外形形状に沿って積層配
置し、スパー２の前縁部及び後縁部を形成する。これに
よって所望の形状の筒状の強化部材が形作られる。
而してこの強化部材に反応硬化型合成樹脂を含浸し、こ
れをハニカム材４、ノーズウェイト５及びスキン材６と
共に、金型内において加圧、加熱して前記反応硬化型合
成樹脂を固化させて、剛直な繊維強化合成樹脂のスパー
２を成型するのである。なお前記反応硬化型合成樹脂
は、ベルト７を所定の位置に配置するに先立って当該ベ
ルト７に含浸しておいても良く、またベルト７を所定の
位置に配置して強化部材を形成した後に、当該強化部材
に合成樹脂を含浸しても良い。
れをハニカム材４、ノーズウェイト５及びスキン材６と
共に、金型内において加圧、加熱して前記反応硬化型合
成樹脂を固化させて、剛直な繊維強化合成樹脂のスパー
２を成型するのである。なお前記反応硬化型合成樹脂
は、ベルト７を所定の位置に配置するに先立って当該ベ
ルト７に含浸しておいても良く、またベルト７を所定の
位置に配置して強化部材を形成した後に、当該強化部材
に合成樹脂を含浸しても良い。
作用及び発明の効果 本発明によれば、ベルト７のたて糸が高強度繊維よりな
るので、このベルト７を所定の形状に配置した状態にお
いては前記高強度繊維がスパー２の長さ方向に配置され
ることとなり、前記従来例と同様に長さ方向に高強度繊
維で補強されたスパー２となるのである。しかも従来の
フィラメントワインディング法と比べ、予めスパー２を
形成し易い形状に織成したベルト７を用いるので、その
ベルト７を単に型に積層するだけで良く、成型が容易で
ある。またベルト７を構成する個々の高強度繊維は、よ
こ糸によって互いに連結されているので、個々の高強度
繊維のテンションはよく揃っており、これが後の工程中
に変化することがない。従って高強度繊維の強度利用率
が極めて高いものとなる。
るので、このベルト７を所定の形状に配置した状態にお
いては前記高強度繊維がスパー２の長さ方向に配置され
ることとなり、前記従来例と同様に長さ方向に高強度繊
維で補強されたスパー２となるのである。しかも従来の
フィラメントワインディング法と比べ、予めスパー２を
形成し易い形状に織成したベルト７を用いるので、その
ベルト７を単に型に積層するだけで良く、成型が容易で
ある。またベルト７を構成する個々の高強度繊維は、よ
こ糸によって互いに連結されているので、個々の高強度
繊維のテンションはよく揃っており、これが後の工程中
に変化することがない。従って高強度繊維の強度利用率
が極めて高いものとなる。
さらに個々の高強度繊維をバラバラの状態で取扱うので
はなく、所定の形状に織成されたベルト７として取扱う
ので、個々の高強度繊維の位置が乱れることがなく、局
部的にスパー２の強度や寸法精度にバラツキが生じるこ
とがなく、極めて安定した製品が得られるのである。特
にＬ字形状のコーナー部を型により加圧して成型して
も、強化繊維が織成されているため乱れて厚さが薄くな
ることがない。またコーナー部において、積層される外
側のベルト７を順次幅の広いものとしておくと、Ｌ字形
状の幅の両端が揃うので、より良好なものとなる。
はなく、所定の形状に織成されたベルト７として取扱う
ので、個々の高強度繊維の位置が乱れることがなく、局
部的にスパー２の強度や寸法精度にバラツキが生じるこ
とがなく、極めて安定した製品が得られるのである。特
にＬ字形状のコーナー部を型により加圧して成型して
も、強化繊維が織成されているため乱れて厚さが薄くな
ることがない。またコーナー部において、積層される外
側のベルト７を順次幅の広いものとしておくと、Ｌ字形
状の幅の両端が揃うので、より良好なものとなる。
第１図（ａ）は本発明の複合材料製スパー用強化部材
の、一部を破断して示した斜視図であり、第１図（ｂ）
はその組合わせの一部を示し、第１図（ｃ）はベルトの
積層過程を示すものである。第２図は本発明のスパー用
強化部材を構成するベルトの一部を破断して示した正面
図である。第３図及び第４図は、それぞれヘリコプター
のブレードの一部を破断して示した斜視図及び拡大横断
面図である。 １……ブレード、２……スパー ３……取付け孔、７……ベルト ８……細幅部、９……広幅部 １０……テーパー部
の、一部を破断して示した斜視図であり、第１図（ｂ）
はその組合わせの一部を示し、第１図（ｃ）はベルトの
積層過程を示すものである。第２図は本発明のスパー用
強化部材を構成するベルトの一部を破断して示した正面
図である。第３図及び第４図は、それぞれヘリコプター
のブレードの一部を破断して示した斜視図及び拡大横断
面図である。 １……ブレード、２……スパー ３……取付け孔、７……ベルト ８……細幅部、９……広幅部 １０……テーパー部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 哲也 愛知県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 (72)発明者 西山 茂 愛知県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 (72)発明者 佐藤 彰宏 滋賀県大津市日吉台２丁目30番６号 (72)発明者 柴田 健一 京都府向日市上植野町野添10番地の131 (56)参考文献 特開 昭53−2899（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】少なくともたて糸に高強度繊維を使用し、
中央部に細幅部を、両端部に広幅部をそれぞれ形成し、
該広幅部から細幅部まで幅が連続的に変化するテーパー
部を形成したベルトを織成し、該ベルトを、前記細幅部
において取付け孔を迂回し、前記テーパー部において捩
り、前記広幅部において隣接するベルトの側縁を突合わ
せて筒状に積層配置して一定翼形部を形成したことを特
徴とする、繊維強化複合材料の強化部材
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62013012A JPH0647256B2 (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 繊維強化複合材料の強化部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62013012A JPH0647256B2 (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 繊維強化複合材料の強化部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63179706A JPS63179706A (ja) | 1988-07-23 |
| JPH0647256B2 true JPH0647256B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=11821250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62013012A Expired - Fee Related JPH0647256B2 (ja) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | 繊維強化複合材料の強化部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647256B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3023747B1 (fr) | 2014-07-18 | 2017-03-10 | Airbus Helicopters | Procede de fabrication d'un longeron d'une pale, et de fabrication d'une pale |
| FR3023748B1 (fr) * | 2014-07-18 | 2016-08-26 | Airbus Helicopters | Procede de fabrication d'un longeron d'une pale, de fabrication d'une pale, et une pale |
-
1987
- 1987-01-21 JP JP62013012A patent/JPH0647256B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63179706A (ja) | 1988-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |