航空機翼構造の成形方法
【課題】飛行性能及び外観性の向上が図れる航空機翼構造の成形方法を提供する。
【解決手段】中空構造物用プリプレグ成形体２６、２８が、それぞれに対応する成形型としての前縁型、前中間用シリコン樹脂製中子型３５、後中間型、後縁用シリコン樹脂製中子型５１び後縁用金属製中子型５３に前縁用プリプレグ、前中間用プリプレグ、後中間用プリプレグ、後縁用プリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が中間桁となる領域に配置される。
【解決手段】中空構造物用プリプレグ成形体２６、２８が、それぞれに対応する成形型としての前縁型、前中間用シリコン樹脂製中子型３５、後中間型、後縁用シリコン樹脂製中子型５１び後縁用金属製中子型５３に前縁用プリプレグ、前中間用プリプレグ、後中間用プリプレグ、後縁用プリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が中間桁となる領域に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機翼構造の成形方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の航空機翼構造の成形方法として、出願人は、航空機の複合材料製翼構造の製造方法に関して出願している（例えば、特許文献１参照。）。
この成形方法では、金属製中子型及びシリコン樹脂製中子型にそれぞれプリプレグを両端部が重なるように巻き付けてプリプレグ成形体を成形し、この後に、真空バッグで覆って加熱・加圧し、硬化させて複合材料製翼を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２００９−１５８０７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
航空機主翼や動翼（エルロン、フラップ）は、空力的な観点から平滑な表面が要求され、外表面に凹凸、段差が有ると、空気抵抗が増大するとともに外観性が低下する。
しかし、上記の特願２００９−１５８０７３では、プリプレグの両端部が重なるように巻き付けられ、プリプレグの重なり部が翼外表面に配置されていることから、重なり部の端部の段差によって、空気抵抗の増加、ひいては飛行性能の低下を招くとともに、外観性の低下をも招く。
本発明の目的は、飛行性能及び外観性の向上が図れる航空機翼構造の成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、複数の中空部と、これらの各中空部を区画する中間桁とを含む航空機翼構造の成形方法であって、下型に下側外皮用プリプレグを積層し、この下側外皮用プリプレグ上に複数の中空構造物用プリプレグ成形体を並列に隣接させて載置し、これらの中空構造物用プリプレグ成形体上に上側外皮用プリプレグを積層し、この後に、これらの下型、下側外皮用プリプレグ、複数の中空構造物用プリプレグ成形体、上側外皮用プリプレグを真空バッグで覆い、この真空バッグ内を真空引きするとともに加圧・加熱することで翼構造を一体成形する航空機翼構造の成形方法において、中空構造物用プリプレグ成形体が、それぞれに対応する成形型にプリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が中間桁の領域に配置されることを特徴とする。
【０００６】
プリプレグの重なり部が中間桁の領域に配置され、上側外皮用プリプレグ及び下側外皮用プリプレグの外表面に、重なり部の端部の段差による凹凸が生じない。
【０００７】
請求項２に係る発明は、重なり部の端部が、中間桁の上端部又は下端部に配置されることを特徴とする。
重なり部が中間桁の上下方向の全体に亘って形成され、プリプレグの強化繊維が中間桁の上下方向の全体に配置される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明では、中空構造物用プリプレグ成形体が、それぞれに対応する成形型にプリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が中間桁の領域に配置されるので、翼構造の外表面、詳しくは、翼構造の上下面にプリプレグの重なり部による凹凸や段差が現れず、翼構造の外表面に沿って空気流をスムーズに流すことができ、空気抵抗を低減することができるとともに、翼構造の外観性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、重なり部の端部が、中間桁の上端部又は下端部に配置されるので、中間桁の全体を重なり部で構成することができ、重なり部によって中間桁を補強することができ、各中空構造物用プリプレグ成形体内の長繊維を切れ目なく配置することができるとともに、各中空構造物用プリプレグ成形体を層状に重ねて中間桁を形成することができ、中間桁の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る航空機翼構造の完成品を示す斜視図（実施例１）である。
【図２】本発明に係る前縁用プリプレグ成形体の成形方法を示す作用図（実施例１）である。
【図３】本発明に係る前中間用プリプレグ成形体の成形方法を示す第１作用図（実施例１）である。
【図４】本発明に係る前中間用プリプレグ成形体の成形方法を示す第２作用図（実施例１）である。
【図５】本発明に係る後中間用プリプレグ成形体の成形方法を示す作用図（実施例１）である。
【図６】本発明に係る後縁用プリプレグ成形体の成形方法を示す第１作用図（実施例１）である。
【図７】本発明に係る後縁用プリプレグ成形体の成形方法を示す第２作用図（実施例１）である。
【図８】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第１作用図（実施例１）である。
【図９】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第２作用図（実施例１）である。
【図１０】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第３作用図（実施例１）である。
【図１１】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第４作用図（実施例１）である。
【図１２】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第５作用図（実施例１）である。
【図１３】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第６作用図（実施例２）である。
【図１４】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第７作用図（実施例３）である。
【図１５】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第８作用図（実施例４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１を説明する。
図１に示すように、エルロン（Ａｉｌｅｒｏｎ）１０は、航空機の主翼の後縁に可動するように取付けられる繊維強化複合材料製の補助翼であり、上側外板１１と、下側外板１２と、これらの上側外板１１及び下側外板１２とに上下に渡すとともに長手方向に延びる複数の中間桁１３〜１５とからなる一体成形品である。なお、符号１０ａ〜１０ｄは上側外板１１、下側外板１２及び中間桁１３〜１５で囲まれた中空部、１７はエルロン１０の前縁、１８はエルロン１０の後縁である。
上記のエルロン１０の後縁１８は、長手方向に単純なストレート形状ではなく、長手方向でわずかに捩れるように形成されている。
【００１３】
次に、図２〜図７において、エルロン１０の成形工程の途中の一段階である各成形体２５，２６，２７，２８（図８（ｃ）参照）の成形方法について説明する。
図２（ａ）は前縁型３１の横断面を示している。
前縁型３１は、前縁上型３２と、この前縁上型３２の下方に配置された前縁下型３３と、これらの前縁上型３２及び前縁下型３３の位置決めをする前縁型用キー３４とからなり、前縁型用キー３４は、前縁上型３２及び前縁下型３３のそれぞれの合わせ面に形成された長手方向に延びる一対のキー溝に嵌合している。
【００１４】
図２（ｂ）において、前縁型３１の表面に離型剤を塗布した後に、前縁型３１にシート状の前縁用プリプレグ２５Ｐを両端部が前縁型３１の背面３１ａ側で重なるように巻く。
【００１５】
次に、前縁用プリプレグ２５Ｐを巻いた前縁型３１に図示せぬ真空バッグを被せ、真空バッグ内を真空引きして、真空バッグで前縁用プリプレグ２５Ｐに圧力を加えることにより、前縁用プリプレグ２５Ｐを前縁型３１に密着させ、図２（ｃ）に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５に成形する。なお、符号２５Ａは前縁用プリプレグ成形体２５の重なり部である。
【００１６】
図３（ａ）は柔軟性のある前中間用シリコン樹脂製中子型３５の横断面を示している。なお、符号３５ａ，３５ｂはそれぞれ前中間用シリコン樹脂製中子型３５の前面、背面である。
【００１７】
図３（ｂ）において、前中間用シリコン樹脂製中子型３５に内側離型フィルム３６を巻いて、前中間用シリコン樹脂製中子型３５の表面を内側離型フィルム３６で被覆する。
図３（ｃ）は内側離型フィルム３６を前中間用シリコン樹脂製中子型３５の表面に密着させた状態を示している。
上記の前中間用シリコン樹脂製中子型３５、内側離型フィルム３６は、前中間用プリプレグ挿入物３８を構成している。
【００１８】
図３（ｄ）において、内側離型フィルム３６上に外側離型フィルム３７を巻いて、内側離型フィルム３６を外側離型フィルム３７で被覆する。
図３（ｅ）は外側離型フィルム３７を内側離型フィルム３６に密着させた状態を示している。
上記した内側離型フィルム３６及び外側離型フィルム３７は薄く出来ているので、フィルムの重なり部の段差とはならない。
【００１９】
図４（ａ）において、外側離型フィルム３７の表面にシート状の前中間用プリプレグ２６Ｐを両端部が前中間用シリコン樹脂製中子型３５の前面３５ａ側で重なるように巻く。
【００２０】
図４（ｂ）において、前中間用プリプレグ２６Ｐで覆われた外側離型フィルム３７及び前中間用プリプレグ挿入物３８を平板７７上に載せ、真空バッグ７８を被せる。なお、符号７９は平板７７と真空バッグ７８との間をシールするシール部材である。
【００２１】
そして、真空バッグ７８内を真空引きし、前中間用プリプレグ２６Ｐを外側離型フィルム３７に密着させて、図４（ｃ）に示すように、前中間用プリプレグ成形体２６に成形する。なお、符号２６Ａは前中間用プリプレグ成形体２６の重なり部である。
これで、図４（ｄ）に示すように、前中間用プリプレグ成形体２６を含む前中間用中間成形品８０が完成する。
【００２２】
図５（ａ）は後中間型３９の横断面を示している。
後中間型３９は、上から順に配置された中間上型４１、中間中型４２、中間下型４３と、中間上型４１及び中間中型４２のそれぞれを互いに位置決めするとともに、中間中型４２及び中間下型４３のそれぞれを互いに位置決めする中間型用キー４５とからなる。
【００２３】
図５（ｂ）において、後中間型３９の表面に離型剤を塗布した後に、後中間型３９にシート状の後中間用プリプレグ２７Ｐを両端部が後中間型３９の背面３９ａ側で重なるように巻く。
【００２４】
そして、後中間用プリプレグ２７Ｐを巻いた後中間型３９に図示せぬ真空バッグを被せ、真空バッグ内を真空引きして、真空バッグで後中間用プリプレグ２７Ｐに圧力を加えることにより、後中間用プリプレグ２７Ｐを後中間型３９に密着させて、図５（ｃ）に示すように、後中間用プリプレグ成形体２７に成形する。なお、符号２７Ａは後中間用プリプレグ成形体２７の重なり部である。
【００２５】
図６（ａ）において、後縁用シリコン樹脂製中子型５１に内側離型フィルム５２を巻いて、後縁用シリコン樹脂製中子型５１の表面を内側離型フィルム５２で被覆する。
図６（ｂ）は内側離型フィルム５２を後縁用シリコン樹脂製中子型５１の表面に密着させた状態を示している。
【００２６】
図６（ｃ）において、後縁用シリコン樹脂製中子型５１に形成された段部５１ａに内側離型フィルム５２を介して後縁用金属製中子型５３を載せる。
後縁用シリコン樹脂製中子型５１、内側離型フィルム５２及び後縁用金属製中子型５３は、後縁用プリプレグ挿入物５６を構成している。
【００２７】
図６（ｄ）において、内側離型フィルム５２及び後縁用金属製中子型５３を外側離型フィルム５４で一括して被覆する。
図６（ｅ）は外側離型フィルム５４を内側離型フィルム５２及び後縁用金属製中子型５３の表面に密着させた状態を示している。
上記した内側離型フィルム５２及び外側離型フィルム５４は薄く出来ているので、フィルムの重なり部の段差とはならない。
【００２８】
図７（ａ）において、外側離型フィルム５４の表面にシート状の後縁用プリプレグ２８Ｐを両端部が後縁用シリコン樹脂製中子型５１の前面５１ａ側で重なるように巻く。
図７（ｂ）において、後縁用プリプレグ２８Ｐで覆われた外側離型フィルム５４及び後縁用プリプレグ挿入物５６を平板７７上に載せ、真空バッグ７８を被せる。
【００２９】
そして、真空バッグ７８内を真空引きし、後縁用プリプレグ２８Ｐを外側離型フィルム５４に密着させて、図７（ｃ）に示すように、後縁用プリプレグ成形体２８に成形する。
これで、図７（ｄ）に示すように、後縁用プリプレグ成形体２８を含む後縁用中間成形品８１が完成する。なお、符号２８Ａは後縁用プリプレグ成形体２８の重なり部である。
【００３０】
次に、完成した各成形体２５，２６，２７，２８が、後述する図８、図９の如く積層され、更に、図１０〜図１２の各工程を経てエルロンが完成することになる。
図８（ａ）において、下型２１の表面に離型剤を塗布した後、外皮用プリプレグ２２を下型２１に積層する。外皮用プリプレグ２２のうち、下型２１の凹部２１ａ内に配置された部分は下側プリプレグ２２ａ、下型２１の平坦部２１ｂに載った部分は上側プリプレグ２２ｄである。
【００３１】
図８（ｂ）において、前述した前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８を外皮用プリプレグ２２の下側プリプレグ２２ａ上に、図８（ｃ）の如く、前後方向（図の左右方向）に隣り合うように並べ、図８（ｂ）において、これらの下型２１、外皮用プリプレグ２２、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８の上を真空バッグ８３で覆う。なお、符号８４は下型２１と真空バッグ８３との間をシールするシール部材である。
【００３２】
図９（ａ）において、真空バッグ８３内を真空引きし、真空バッグ８３で中空構造物用プリプレグ集合体２３に圧力を加え、下側プリプレグ２２ａと、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７、後縁用プリプレグ成形体２８とを密着させる。
図９（ｂ）において、上側プリプレグ２２ｄを中空構造物用プリプレグ集合体２３上に折り曲げて後端部が下側プリプレグ２２ａの端部に接するように載せる。
【００３３】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）では、図９（ｂ）に示した外皮用プリプレグ２２を省いた状態を示している。
図１０（ａ）において、後縁用プリプレグ成形体２８内から、まず、内側離型フィルム５２で覆われた後縁用シリコン樹脂製中子型５１を長手方向に抜き、この後で、後縁用金属製中子型５３（図７（ｄ）参照）を抜く。また、同様にして、前中間用プリプレグ成形体２６内から内側離型フィルム３６で覆われた前中間用シリコン樹脂製中子型３５を抜く。
【００３４】
後縁用シリコン樹脂製中子型５１は、その性質上、内側離型フィルム５２が密着しやすく、また、内側離型フィルム５２と外側離型フィルム５４（図７（ｄ）参照）とは離れやすいため、後縁用シリコン樹脂製中子型５１は、内側離型フィルム５２と一体になって脱型することになる。
【００３５】
また、図１０（ｂ）のように、外側離型フィルム５４は、後縁用プリプレグ成形体２８の内面側に密着し、内面に残ることになる。
なお、後縁用シリコン樹脂製中子型５１を抜くと、そこに空間が出来ることになり、後縁用金属製中子型５３を下方向に脱落させることが可能になり、後縁用金属製中子型５３を長手方向に抜くことが可能になる。（後縁用金属製中子型５３には、凹状開口部１１ａ（図１参照）に追従するように中子型凹部が形成されており、後縁用シリコン樹脂製中子型５１を抜かないと、凹状開口部１１ａと中子型凹部が噛み合った状態のため、後縁用金属製中子型５３が抜けない。）
【００３６】
同様にして、図１０（ａ）において、内側離型フィルム３６と前中間用シリコン樹脂製中子型３５とが一体になって脱型され、前中間用プリプレグ成形体２６の内面側には外側離型フィルム３７（図４（ｄ）参照）が密着することになる。
【００３７】
図１０（ｃ）において、前中間用プリプレグ成形体２６の中空部にナイロン製のチューブバッグ８５を挿入し、後縁用プリプレグ成形体２８の中空部にナイロン製のチューブバッグ８６を挿入する。チューブバッグ８５，８６の両端は、それぞれ開口部８５ａ，８６ａ（手前側の符号８５ａ，８６ａのみ図示）になっている。
図１０（ｄ）はチューブバッグ８５が前中間用プリプレグ成形体２６内に挿入され、チューブバッグ８６が後縁用プリプレグ成形体２８内に挿入された状態を示している。
【００３８】
図１１（ａ）において、上側プリプレグ２２ｄ及び下型２１上に上型に相当する炭素繊維強化プラスチック製のプレッシャプレート９１を載せる。
図１１（ｂ）において、プレッシャプレート９１の上に、真空引きによる減圧時に通気するためのブリーザクロス９２を載せ、下型２１、プレッシャプレート９１及びブリーザクロス９２の上を真空バッグ９３で覆い、真空バッグ９３内を真空引きする。なお、チューブバッグ８５，８６の両端部である開口部８５ａ，８６ａ（図１０（ｄ）参照）は、真空バッグ９３の外側に露出している。
【００３９】
図１１（ｃ）において、真空バッグ９３内を真空引きした状態で、オートクレーブ内に入れ、０．３〜０．６ＭＰａに加圧、１２０〜１８０℃に加熱する。加圧、加熱が終了し、温度が常温まで低下すれば、各プリプレグ、プリプレグ成形体が結合、本硬化してエルロン１０が得られる。
【００４０】
上記の後、エルロン１０から前縁型３１、後中間型３９及びチューブバッグ８５，８６を取り外す。
前縁型３１については、図２（ｃ）において、前縁上型３２又は前縁下型３３のいずれかを長手方向に向けてハンマー等で軽く叩いて前縁上型３２と前縁下型３３と前縁型用キー３４との相対的な位置関係をずらし、この状態で工具（ペンチ等）で前縁型用キー３４の端部を挟んで引き抜き、前縁上型３２及び前縁下型３３の一方を引き抜き、前縁上型３２及び前縁下型３３の他方を引き抜く。
【００４１】
後中間型３９についても、図５（ｃ）参照において、前縁型３１と同様に、中間上型４１、中間中型４２又は中間下型４３のいずれかを長手方向に向けてハンマー等で軽く叩いて中間上型４１、中間中型４２、中間下型４３及び中間型用キー４５の相対的な位置関係をずらし、この状態で２本の中間型用キー４５をそれぞれ工具（ペンチ等）で端部を挟んで引き抜き、まず、中間中型４２を引き抜き、次いで、残りの中間上型４１及び中間下型４３を引き抜く。
【００４２】
図１１（ｃ）に戻って、チューブバッグ８５，８６については、前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８の内面にそれぞれ外側離型フィルム３７（図４（ｄ）参照），５４（図７（ｄ）参照）が残っているため、取外しやすくなっている。
【００４３】
前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８の内面側（チューブバッグ８５，８６と接する面）には、通常、離型フィルムを配置する作業が大変である。
本実施例１では、二重になった離型フィルムのうちの内側離型フィルムと中子型とを一緒に引き抜くことで、外側離型フィルムが前中間用プリプレグ成形体２６、後縁用プリプレグ成形体２８の内面側に密着して残るため、通常の離型フィルムの配置作業が要らなくなる。
【００４４】
以上に述べたオートクレーブ内での加圧・加熱時の作用を説明する。
図１２に示すように、前中間用プリプレグ成形体２６内のチューブバッグ８５及び後縁用プリプレグ成形体２８内のチューブバッグ８６にそれぞれ圧縮空気を送り、前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８に所定の圧力を作用させる。
【００４５】
この状態で、真空バッグ内を真空引きさせ、外皮用プリプレグ２２に外側から所定の圧力を作用させるとともに、外皮用プリプレグ２２及び外皮用プリプレグ２２内の各プリプレグを所定の温度に加熱する。
【００４６】
この結果、前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８は所定の形状に維持されながら、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８と外皮用プリプレグ２２とが結合し、加圧・加熱を終了させて常温まで低下した後に、エルロン１０（図１参照）が完成する。
【００４７】
図８（ｃ）に戻って、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８の各重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａは中間桁１３，１５（図１参照）が形成される部分に配置されているので、図１において、上側外板１１及び下側外板１２に凹凸や段差が生じないため、エルロン１０の空気抵抗を低減することができ、また、エルロン１０の外観性を向上させることができる。
【実施例２】
【００４８】
次に本発明の実施例２を説明する。実施例１と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１３に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｘの重なり部２５Ｂの一端部２５ｄを前縁型３１の背面３１ａ側（即ち、中間桁の領域）に配置し、重なり部２５Ｂの他端部２５ｅを前縁型３１の前端部３１ｂ側に配置し、前中間用プリプレグ成形体２６Ｘの重なり部２６Ｂの一端部２６ｄを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の前面３５ａ側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２６Ｂの他端部２６ｅを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の背面３５ｂ（図３（ａ）参照）側（中間桁の領域）に配置する。
【００４９】
また、後中間用プリプレグ成形体２７Ｘの重なり部２７Ｂの一端部２７ｄを後中間型３９の背面３９ａに配置し、重なり部２７Ｂの他端部２７ｅを後中間型３９の前面３９ｂに配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｘの重なり部２８Ｂの一端部２８ｄを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ（図６（ａ）参照）側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２８Ｂの他端部２８ｅを後縁用シリコン樹脂製中子型５１の背面５１ｂ（図６（ａ）参照）側に配置する。
【００５０】
上記したように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｘの重なり部２５Ｂの他端部２５ｅを前縁型３１の前端部３１ｂ側に配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｘの重なり部２８Ｂの他端部２８ｅを後縁用シリコン樹脂製中子型５１の背面５１ｂ側に配置しても、エルロン１０（図１参照）の上側外板１１（図１参照）及び下側外板１２（図１参照）側となるように重なり部を設けるのに比べて空気抵抗を小さくすることができる。
【実施例３】
【００５１】
次に本発明の実施例３を説明する。実施例１と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１４に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｙの重なり部２５Ｃの一端部２５ｆを前縁型３１の背面３１ａ側（即ち、中間桁の領域）に配置し、重なり部２５Ｃの他端部２５ｇを中間桁の上端となる部分に配置し、前中間用プリプレグ成形体２６Ｙの重なり部２６Ｃの一端部２６ｆを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の前面３５ａ側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２６Ｃの他端部２６ｇを中間桁の下端となる部分に配置する。
【００５２】
また、後中間用プリプレグ成形体２７Ｙの重なり部２７Ｃの一端部２７ｆを後中間型３９の背面３９ａに配置し、重なり部２７Ｃの他端部２７ｇを中間桁の上端となる部分に配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｙの重なり部２８Ｃの一端部２８ｆを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ（図６（ａ）参照）側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２８Ｃの他端部２８ｇを中間桁の下端となる部分に配置する。
【００５３】
重なり部２５Ｃの一端部２５ｆ側と重なり部２６Ｃの一端部２６ｆ側、及び重なり部２７Ｃの一端部２７ｆ側と重なり部２８Ｃの一端部２８ｆ側は、それぞれ中間桁の上下に重ならない位置に配置される、即ち、それぞれ互いに前後方向の隙間を埋めるように隣接して配置されるため、各成形体２５Ｙ，２６Ｙ，２７Ｙ，２８Ｙを前後方向に圧縮させて隙間を埋める必要がなく、成形体２５Ｙ，２６Ｙ，２７Ｙ，２８Ｙを容易に並べて配置することができる。
【実施例４】
【００５４】
次に本発明の実施例４を説明する。実施例１と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１５に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｚの重なり部２５Ｄの一端部２５ｈを前縁型３１の背面３１ａ側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２５Ｄの他端部２５ｊを前縁型３１の背面３１ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置し、前中間用プリプレグ成形体２６Ｚの重なり部２６Ｄの一端部２６ｈを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の前面３５ａ側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２６Ｄの他端部２６ｊを前中間用シリコン樹脂製中子型３５の前面３５ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置する。
【００５５】
また、後中間用プリプレグ成形体２７Ｚの重なり部２７Ｄの一端部２７ｈを後中間型３９の背面３９ａ側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２７Ｄの他端部２７ｊを後中間型３９の背面３９ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｚの重なり部２８Ｄの一端部２８ｈを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ（図６（ａ）参照）側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２８Ｄの他端部２８ｊを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置する。
【００５６】
このように、重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄを中間桁の上端から下端までの全領域に配置することで、中間桁の全領域が重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄによって各プリプレグ成形体２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚに混合された強化繊維の切れ目のない層状に形成され、中間桁の強度を向上させることができる。
【００５７】
上記の図１、図８（ａ）〜（ｃ）、図９（ａ），（ｂ）、図１１（ａ）〜（ｃ）に示したように、複数の中空部１０ａ〜１０ｄと、これらの各中空部１０ａ〜１０ｄを区画する中間桁１３〜１５とを含む航空機翼構造の成形方法であって、下型２１に下側外皮用プリプレグとしての下側プリプレグ２２ａを積層し、この下側プリプレグ２２ａ上に複数の中空構造物用プリプレグ成形体としての前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７、後縁用プリプレグ成形体２８を並列に隣接させて載置し、これらの中空構造物用プリプレグ成形体２５〜２８上に上側外皮用プリプレグとしての上側プリプレグ２２ｄを積層し、この後に、これらの下型２１、下側プリプレグ２２ａ、複数の中空構造物用プリプレグ成形体２５〜２８、上側プリプレグ２２ｄを真空バッグ９３で覆い、この真空バッグ９３内を真空引きするとともに加圧・加熱することで翼構造を一体成形する航空機翼構造の成形方法において、中空構造物用プリプレグ成形体２５〜２８が、それぞれに対応する成形型としての前縁型３１、前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）、後中間型３９、後縁用シリコン樹脂製中子型５１及び後縁用金属製中子型５３にプリプレグとしての前縁用プリプレグ２５Ｐ（図２（ｂ）参照）、前中間用プリプレグ２６Ｐ（図４（ａ）参照）、後中間用プリプレグ２７Ｐ（図５（ｂ）参照）、後縁用プリプレグ２８Ｐ（図７（ａ）参照）を両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａが中間桁１３〜１５となる領域に配置されることを特徴とする。
【００５８】
上記構成により、翼構造の外表面、詳しくは、翼構造の上下面、即ち上側外板１１、下側外板１２に各プリプレグ２５Ｐ，２６Ｐ，２７Ｐ，２８Ｐの重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａによる凹凸や段差が現れず、翼構造の外表面に沿って空気流をスムーズに流すことができ、空気抵抗を低減することができるとともに、翼構造の外観性を向上させることができる。
【００５９】
上記の図１４、図１５に示したように、重なり部２５Ｃ，２６Ｃ，２７Ｃ，２８Ｃの他端部２５ｇ，２６ｇ，２７ｇ，２８ｇが、中間桁１３〜１５の上端部又は下端部となる部分に配置され、また、重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄの一端部２５ｈ，２６ｈ，２７ｈ，２８ｈ及び他端部２５ｊ，２６ｊ，２７ｊ，２８ｊが中間桁１３〜１５の上端部及び下端部となる部分に配置されるので、重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄでは、中間桁１３〜１５の全体を重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄで構成することができ、各中空構造物用プリプレグ成形体２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚ内の長繊維を中間桁１３〜１５の長手方向全体に亘って切れ目なく配置することができるとともに、各中空構造物用プリプレグ成形体２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚを層状に重ねて中間桁１３〜１５を形成することができ、中間桁１３〜１５の強度を向上させることができる。
【００６０】
尚、実施例１〜実施例４では、図８（ｃ）、図１３〜図１５に示したように、重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａ、重なり部２５Ｘ，２６Ｘ，２７Ｘ，２８Ｘ、重なり部２５Ｙ，２６Ｙ，２７Ｙ，２８Ｙ、重なり部２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚを図１に示した中間桁１３，１５となる位置に形成したが、これに限らず、中間桁１４となる位置に形成してもよい。
【００６１】
また、図１５に示したように、重なり部２６Ｄの一端部２６ｈ及び重なり部２８Ｄの一端部２８ｈを中間桁１３，１５となる部分の下端部に形成し、重なり部２６Ｄの他端部２６ｊ及び重なり部２８Ｄの他端部２８ｊを中間桁１３，１５となる部分の上端部に形成したが、これに限らず、一端部２６ｈ，２８ｈを中間桁１３，１５となる部分の上端部に形成し、他端部２６ｊ，２８ｊを中間桁１３，１５となる部分の下端部に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の翼構造の成形方法は、航空機の製造に好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…翼（エルロン）、１０ａ〜１０ｄ…中空部、１３〜１５…中間桁、２１…下型、２２ａ…下側外皮用プリプレグ（下側プリプレグ）、２２ｄ…上側外皮用プリプレグ（上側プリプレグ）、２５，２５Ｘ，２５Ｙ，２５Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（前縁用プリプレグ成形体）、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ…重なり部、２５ｈ，２６ｈ，２７ｈ，２８ｈ…重なり部の端部（一端部）、２５ｇ，２５ｊ，２６ｇ，２６ｊ，２７ｇ，２７ｊ，２８ｇ，２８ｊ…重なり部の端部（他端部）、２５Ｐ，２６Ｐ，２７Ｐ，２８Ｐ…プリプレグ（前縁用プリプレグ、前中間用プリプレグ、後中間用プリプレグ、後縁用プリプレグ）、２６，２６Ｘ，２６Ｙ，２６Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（前中間用プリプレグ成形体）、２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ…重なり部、２７，２７Ｘ，２７Ｙ，２７Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（後中間用プリプレグ成形体）、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…重なり部、２８，２８Ｘ，２８Ｙ，２８Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（後縁用プリプレグ成形体）、２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ…重なり部、３１，３５，３９，５１，５３…成形型（前縁型、前中間用シリコン樹脂製中子型、後中間型、後縁用シリコン樹脂製中子型、後縁用金属製中子型）、９３…真空バッグ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機翼構造の成形方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の航空機翼構造の成形方法として、出願人は、航空機の複合材料製翼構造の製造方法に関して出願している（例えば、特許文献１参照。）。
この成形方法では、金属製中子型及びシリコン樹脂製中子型にそれぞれプリプレグを両端部が重なるように巻き付けてプリプレグ成形体を成形し、この後に、真空バッグで覆って加熱・加圧し、硬化させて複合材料製翼を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２００９−１５８０７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
航空機主翼や動翼（エルロン、フラップ）は、空力的な観点から平滑な表面が要求され、外表面に凹凸、段差が有ると、空気抵抗が増大するとともに外観性が低下する。
しかし、上記の特願２００９−１５８０７３では、プリプレグの両端部が重なるように巻き付けられ、プリプレグの重なり部が翼外表面に配置されていることから、重なり部の端部の段差によって、空気抵抗の増加、ひいては飛行性能の低下を招くとともに、外観性の低下をも招く。
本発明の目的は、飛行性能及び外観性の向上が図れる航空機翼構造の成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、複数の中空部と、これらの各中空部を区画する中間桁とを含む航空機翼構造の成形方法であって、下型に下側外皮用プリプレグを積層し、この下側外皮用プリプレグ上に複数の中空構造物用プリプレグ成形体を並列に隣接させて載置し、これらの中空構造物用プリプレグ成形体上に上側外皮用プリプレグを積層し、この後に、これらの下型、下側外皮用プリプレグ、複数の中空構造物用プリプレグ成形体、上側外皮用プリプレグを真空バッグで覆い、この真空バッグ内を真空引きするとともに加圧・加熱することで翼構造を一体成形する航空機翼構造の成形方法において、中空構造物用プリプレグ成形体が、それぞれに対応する成形型にプリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が中間桁の領域に配置されることを特徴とする。
【０００６】
プリプレグの重なり部が中間桁の領域に配置され、上側外皮用プリプレグ及び下側外皮用プリプレグの外表面に、重なり部の端部の段差による凹凸が生じない。
【０００７】
請求項２に係る発明は、重なり部の端部が、中間桁の上端部又は下端部に配置されることを特徴とする。
重なり部が中間桁の上下方向の全体に亘って形成され、プリプレグの強化繊維が中間桁の上下方向の全体に配置される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明では、中空構造物用プリプレグ成形体が、それぞれに対応する成形型にプリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が中間桁の領域に配置されるので、翼構造の外表面、詳しくは、翼構造の上下面にプリプレグの重なり部による凹凸や段差が現れず、翼構造の外表面に沿って空気流をスムーズに流すことができ、空気抵抗を低減することができるとともに、翼構造の外観性を向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、重なり部の端部が、中間桁の上端部又は下端部に配置されるので、中間桁の全体を重なり部で構成することができ、重なり部によって中間桁を補強することができ、各中空構造物用プリプレグ成形体内の長繊維を切れ目なく配置することができるとともに、各中空構造物用プリプレグ成形体を層状に重ねて中間桁を形成することができ、中間桁の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る航空機翼構造の完成品を示す斜視図（実施例１）である。
【図２】本発明に係る前縁用プリプレグ成形体の成形方法を示す作用図（実施例１）である。
【図３】本発明に係る前中間用プリプレグ成形体の成形方法を示す第１作用図（実施例１）である。
【図４】本発明に係る前中間用プリプレグ成形体の成形方法を示す第２作用図（実施例１）である。
【図５】本発明に係る後中間用プリプレグ成形体の成形方法を示す作用図（実施例１）である。
【図６】本発明に係る後縁用プリプレグ成形体の成形方法を示す第１作用図（実施例１）である。
【図７】本発明に係る後縁用プリプレグ成形体の成形方法を示す第２作用図（実施例１）である。
【図８】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第１作用図（実施例１）である。
【図９】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第２作用図（実施例１）である。
【図１０】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第３作用図（実施例１）である。
【図１１】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第４作用図（実施例１）である。
【図１２】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第５作用図（実施例１）である。
【図１３】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第６作用図（実施例２）である。
【図１４】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第７作用図（実施例３）である。
【図１５】本発明に係る翼構造の成形方法を示す第８作用図（実施例４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００１２】
本発明の実施例１を説明する。
図１に示すように、エルロン（Ａｉｌｅｒｏｎ）１０は、航空機の主翼の後縁に可動するように取付けられる繊維強化複合材料製の補助翼であり、上側外板１１と、下側外板１２と、これらの上側外板１１及び下側外板１２とに上下に渡すとともに長手方向に延びる複数の中間桁１３〜１５とからなる一体成形品である。なお、符号１０ａ〜１０ｄは上側外板１１、下側外板１２及び中間桁１３〜１５で囲まれた中空部、１７はエルロン１０の前縁、１８はエルロン１０の後縁である。
上記のエルロン１０の後縁１８は、長手方向に単純なストレート形状ではなく、長手方向でわずかに捩れるように形成されている。
【００１３】
次に、図２〜図７において、エルロン１０の成形工程の途中の一段階である各成形体２５，２６，２７，２８（図８（ｃ）参照）の成形方法について説明する。
図２（ａ）は前縁型３１の横断面を示している。
前縁型３１は、前縁上型３２と、この前縁上型３２の下方に配置された前縁下型３３と、これらの前縁上型３２及び前縁下型３３の位置決めをする前縁型用キー３４とからなり、前縁型用キー３４は、前縁上型３２及び前縁下型３３のそれぞれの合わせ面に形成された長手方向に延びる一対のキー溝に嵌合している。
【００１４】
図２（ｂ）において、前縁型３１の表面に離型剤を塗布した後に、前縁型３１にシート状の前縁用プリプレグ２５Ｐを両端部が前縁型３１の背面３１ａ側で重なるように巻く。
【００１５】
次に、前縁用プリプレグ２５Ｐを巻いた前縁型３１に図示せぬ真空バッグを被せ、真空バッグ内を真空引きして、真空バッグで前縁用プリプレグ２５Ｐに圧力を加えることにより、前縁用プリプレグ２５Ｐを前縁型３１に密着させ、図２（ｃ）に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５に成形する。なお、符号２５Ａは前縁用プリプレグ成形体２５の重なり部である。
【００１６】
図３（ａ）は柔軟性のある前中間用シリコン樹脂製中子型３５の横断面を示している。なお、符号３５ａ，３５ｂはそれぞれ前中間用シリコン樹脂製中子型３５の前面、背面である。
【００１７】
図３（ｂ）において、前中間用シリコン樹脂製中子型３５に内側離型フィルム３６を巻いて、前中間用シリコン樹脂製中子型３５の表面を内側離型フィルム３６で被覆する。
図３（ｃ）は内側離型フィルム３６を前中間用シリコン樹脂製中子型３５の表面に密着させた状態を示している。
上記の前中間用シリコン樹脂製中子型３５、内側離型フィルム３６は、前中間用プリプレグ挿入物３８を構成している。
【００１８】
図３（ｄ）において、内側離型フィルム３６上に外側離型フィルム３７を巻いて、内側離型フィルム３６を外側離型フィルム３７で被覆する。
図３（ｅ）は外側離型フィルム３７を内側離型フィルム３６に密着させた状態を示している。
上記した内側離型フィルム３６及び外側離型フィルム３７は薄く出来ているので、フィルムの重なり部の段差とはならない。
【００１９】
図４（ａ）において、外側離型フィルム３７の表面にシート状の前中間用プリプレグ２６Ｐを両端部が前中間用シリコン樹脂製中子型３５の前面３５ａ側で重なるように巻く。
【００２０】
図４（ｂ）において、前中間用プリプレグ２６Ｐで覆われた外側離型フィルム３７及び前中間用プリプレグ挿入物３８を平板７７上に載せ、真空バッグ７８を被せる。なお、符号７９は平板７７と真空バッグ７８との間をシールするシール部材である。
【００２１】
そして、真空バッグ７８内を真空引きし、前中間用プリプレグ２６Ｐを外側離型フィルム３７に密着させて、図４（ｃ）に示すように、前中間用プリプレグ成形体２６に成形する。なお、符号２６Ａは前中間用プリプレグ成形体２６の重なり部である。
これで、図４（ｄ）に示すように、前中間用プリプレグ成形体２６を含む前中間用中間成形品８０が完成する。
【００２２】
図５（ａ）は後中間型３９の横断面を示している。
後中間型３９は、上から順に配置された中間上型４１、中間中型４２、中間下型４３と、中間上型４１及び中間中型４２のそれぞれを互いに位置決めするとともに、中間中型４２及び中間下型４３のそれぞれを互いに位置決めする中間型用キー４５とからなる。
【００２３】
図５（ｂ）において、後中間型３９の表面に離型剤を塗布した後に、後中間型３９にシート状の後中間用プリプレグ２７Ｐを両端部が後中間型３９の背面３９ａ側で重なるように巻く。
【００２４】
そして、後中間用プリプレグ２７Ｐを巻いた後中間型３９に図示せぬ真空バッグを被せ、真空バッグ内を真空引きして、真空バッグで後中間用プリプレグ２７Ｐに圧力を加えることにより、後中間用プリプレグ２７Ｐを後中間型３９に密着させて、図５（ｃ）に示すように、後中間用プリプレグ成形体２７に成形する。なお、符号２７Ａは後中間用プリプレグ成形体２７の重なり部である。
【００２５】
図６（ａ）において、後縁用シリコン樹脂製中子型５１に内側離型フィルム５２を巻いて、後縁用シリコン樹脂製中子型５１の表面を内側離型フィルム５２で被覆する。
図６（ｂ）は内側離型フィルム５２を後縁用シリコン樹脂製中子型５１の表面に密着させた状態を示している。
【００２６】
図６（ｃ）において、後縁用シリコン樹脂製中子型５１に形成された段部５１ａに内側離型フィルム５２を介して後縁用金属製中子型５３を載せる。
後縁用シリコン樹脂製中子型５１、内側離型フィルム５２及び後縁用金属製中子型５３は、後縁用プリプレグ挿入物５６を構成している。
【００２７】
図６（ｄ）において、内側離型フィルム５２及び後縁用金属製中子型５３を外側離型フィルム５４で一括して被覆する。
図６（ｅ）は外側離型フィルム５４を内側離型フィルム５２及び後縁用金属製中子型５３の表面に密着させた状態を示している。
上記した内側離型フィルム５２及び外側離型フィルム５４は薄く出来ているので、フィルムの重なり部の段差とはならない。
【００２８】
図７（ａ）において、外側離型フィルム５４の表面にシート状の後縁用プリプレグ２８Ｐを両端部が後縁用シリコン樹脂製中子型５１の前面５１ａ側で重なるように巻く。
図７（ｂ）において、後縁用プリプレグ２８Ｐで覆われた外側離型フィルム５４及び後縁用プリプレグ挿入物５６を平板７７上に載せ、真空バッグ７８を被せる。
【００２９】
そして、真空バッグ７８内を真空引きし、後縁用プリプレグ２８Ｐを外側離型フィルム５４に密着させて、図７（ｃ）に示すように、後縁用プリプレグ成形体２８に成形する。
これで、図７（ｄ）に示すように、後縁用プリプレグ成形体２８を含む後縁用中間成形品８１が完成する。なお、符号２８Ａは後縁用プリプレグ成形体２８の重なり部である。
【００３０】
次に、完成した各成形体２５，２６，２７，２８が、後述する図８、図９の如く積層され、更に、図１０〜図１２の各工程を経てエルロンが完成することになる。
図８（ａ）において、下型２１の表面に離型剤を塗布した後、外皮用プリプレグ２２を下型２１に積層する。外皮用プリプレグ２２のうち、下型２１の凹部２１ａ内に配置された部分は下側プリプレグ２２ａ、下型２１の平坦部２１ｂに載った部分は上側プリプレグ２２ｄである。
【００３１】
図８（ｂ）において、前述した前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８を外皮用プリプレグ２２の下側プリプレグ２２ａ上に、図８（ｃ）の如く、前後方向（図の左右方向）に隣り合うように並べ、図８（ｂ）において、これらの下型２１、外皮用プリプレグ２２、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８の上を真空バッグ８３で覆う。なお、符号８４は下型２１と真空バッグ８３との間をシールするシール部材である。
【００３２】
図９（ａ）において、真空バッグ８３内を真空引きし、真空バッグ８３で中空構造物用プリプレグ集合体２３に圧力を加え、下側プリプレグ２２ａと、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７、後縁用プリプレグ成形体２８とを密着させる。
図９（ｂ）において、上側プリプレグ２２ｄを中空構造物用プリプレグ集合体２３上に折り曲げて後端部が下側プリプレグ２２ａの端部に接するように載せる。
【００３３】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）では、図９（ｂ）に示した外皮用プリプレグ２２を省いた状態を示している。
図１０（ａ）において、後縁用プリプレグ成形体２８内から、まず、内側離型フィルム５２で覆われた後縁用シリコン樹脂製中子型５１を長手方向に抜き、この後で、後縁用金属製中子型５３（図７（ｄ）参照）を抜く。また、同様にして、前中間用プリプレグ成形体２６内から内側離型フィルム３６で覆われた前中間用シリコン樹脂製中子型３５を抜く。
【００３４】
後縁用シリコン樹脂製中子型５１は、その性質上、内側離型フィルム５２が密着しやすく、また、内側離型フィルム５２と外側離型フィルム５４（図７（ｄ）参照）とは離れやすいため、後縁用シリコン樹脂製中子型５１は、内側離型フィルム５２と一体になって脱型することになる。
【００３５】
また、図１０（ｂ）のように、外側離型フィルム５４は、後縁用プリプレグ成形体２８の内面側に密着し、内面に残ることになる。
なお、後縁用シリコン樹脂製中子型５１を抜くと、そこに空間が出来ることになり、後縁用金属製中子型５３を下方向に脱落させることが可能になり、後縁用金属製中子型５３を長手方向に抜くことが可能になる。（後縁用金属製中子型５３には、凹状開口部１１ａ（図１参照）に追従するように中子型凹部が形成されており、後縁用シリコン樹脂製中子型５１を抜かないと、凹状開口部１１ａと中子型凹部が噛み合った状態のため、後縁用金属製中子型５３が抜けない。）
【００３６】
同様にして、図１０（ａ）において、内側離型フィルム３６と前中間用シリコン樹脂製中子型３５とが一体になって脱型され、前中間用プリプレグ成形体２６の内面側には外側離型フィルム３７（図４（ｄ）参照）が密着することになる。
【００３７】
図１０（ｃ）において、前中間用プリプレグ成形体２６の中空部にナイロン製のチューブバッグ８５を挿入し、後縁用プリプレグ成形体２８の中空部にナイロン製のチューブバッグ８６を挿入する。チューブバッグ８５，８６の両端は、それぞれ開口部８５ａ，８６ａ（手前側の符号８５ａ，８６ａのみ図示）になっている。
図１０（ｄ）はチューブバッグ８５が前中間用プリプレグ成形体２６内に挿入され、チューブバッグ８６が後縁用プリプレグ成形体２８内に挿入された状態を示している。
【００３８】
図１１（ａ）において、上側プリプレグ２２ｄ及び下型２１上に上型に相当する炭素繊維強化プラスチック製のプレッシャプレート９１を載せる。
図１１（ｂ）において、プレッシャプレート９１の上に、真空引きによる減圧時に通気するためのブリーザクロス９２を載せ、下型２１、プレッシャプレート９１及びブリーザクロス９２の上を真空バッグ９３で覆い、真空バッグ９３内を真空引きする。なお、チューブバッグ８５，８６の両端部である開口部８５ａ，８６ａ（図１０（ｄ）参照）は、真空バッグ９３の外側に露出している。
【００３９】
図１１（ｃ）において、真空バッグ９３内を真空引きした状態で、オートクレーブ内に入れ、０．３〜０．６ＭＰａに加圧、１２０〜１８０℃に加熱する。加圧、加熱が終了し、温度が常温まで低下すれば、各プリプレグ、プリプレグ成形体が結合、本硬化してエルロン１０が得られる。
【００４０】
上記の後、エルロン１０から前縁型３１、後中間型３９及びチューブバッグ８５，８６を取り外す。
前縁型３１については、図２（ｃ）において、前縁上型３２又は前縁下型３３のいずれかを長手方向に向けてハンマー等で軽く叩いて前縁上型３２と前縁下型３３と前縁型用キー３４との相対的な位置関係をずらし、この状態で工具（ペンチ等）で前縁型用キー３４の端部を挟んで引き抜き、前縁上型３２及び前縁下型３３の一方を引き抜き、前縁上型３２及び前縁下型３３の他方を引き抜く。
【００４１】
後中間型３９についても、図５（ｃ）参照において、前縁型３１と同様に、中間上型４１、中間中型４２又は中間下型４３のいずれかを長手方向に向けてハンマー等で軽く叩いて中間上型４１、中間中型４２、中間下型４３及び中間型用キー４５の相対的な位置関係をずらし、この状態で２本の中間型用キー４５をそれぞれ工具（ペンチ等）で端部を挟んで引き抜き、まず、中間中型４２を引き抜き、次いで、残りの中間上型４１及び中間下型４３を引き抜く。
【００４２】
図１１（ｃ）に戻って、チューブバッグ８５，８６については、前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８の内面にそれぞれ外側離型フィルム３７（図４（ｄ）参照），５４（図７（ｄ）参照）が残っているため、取外しやすくなっている。
【００４３】
前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８の内面側（チューブバッグ８５，８６と接する面）には、通常、離型フィルムを配置する作業が大変である。
本実施例１では、二重になった離型フィルムのうちの内側離型フィルムと中子型とを一緒に引き抜くことで、外側離型フィルムが前中間用プリプレグ成形体２６、後縁用プリプレグ成形体２８の内面側に密着して残るため、通常の離型フィルムの配置作業が要らなくなる。
【００４４】
以上に述べたオートクレーブ内での加圧・加熱時の作用を説明する。
図１２に示すように、前中間用プリプレグ成形体２６内のチューブバッグ８５及び後縁用プリプレグ成形体２８内のチューブバッグ８６にそれぞれ圧縮空気を送り、前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８に所定の圧力を作用させる。
【００４５】
この状態で、真空バッグ内を真空引きさせ、外皮用プリプレグ２２に外側から所定の圧力を作用させるとともに、外皮用プリプレグ２２及び外皮用プリプレグ２２内の各プリプレグを所定の温度に加熱する。
【００４６】
この結果、前中間用プリプレグ成形体２６及び後縁用プリプレグ成形体２８は所定の形状に維持されながら、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８と外皮用プリプレグ２２とが結合し、加圧・加熱を終了させて常温まで低下した後に、エルロン１０（図１参照）が完成する。
【００４７】
図８（ｃ）に戻って、前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７及び後縁用プリプレグ成形体２８の各重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａは中間桁１３，１５（図１参照）が形成される部分に配置されているので、図１において、上側外板１１及び下側外板１２に凹凸や段差が生じないため、エルロン１０の空気抵抗を低減することができ、また、エルロン１０の外観性を向上させることができる。
【実施例２】
【００４８】
次に本発明の実施例２を説明する。実施例１と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１３に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｘの重なり部２５Ｂの一端部２５ｄを前縁型３１の背面３１ａ側（即ち、中間桁の領域）に配置し、重なり部２５Ｂの他端部２５ｅを前縁型３１の前端部３１ｂ側に配置し、前中間用プリプレグ成形体２６Ｘの重なり部２６Ｂの一端部２６ｄを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の前面３５ａ側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２６Ｂの他端部２６ｅを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の背面３５ｂ（図３（ａ）参照）側（中間桁の領域）に配置する。
【００４９】
また、後中間用プリプレグ成形体２７Ｘの重なり部２７Ｂの一端部２７ｄを後中間型３９の背面３９ａに配置し、重なり部２７Ｂの他端部２７ｅを後中間型３９の前面３９ｂに配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｘの重なり部２８Ｂの一端部２８ｄを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ（図６（ａ）参照）側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２８Ｂの他端部２８ｅを後縁用シリコン樹脂製中子型５１の背面５１ｂ（図６（ａ）参照）側に配置する。
【００５０】
上記したように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｘの重なり部２５Ｂの他端部２５ｅを前縁型３１の前端部３１ｂ側に配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｘの重なり部２８Ｂの他端部２８ｅを後縁用シリコン樹脂製中子型５１の背面５１ｂ側に配置しても、エルロン１０（図１参照）の上側外板１１（図１参照）及び下側外板１２（図１参照）側となるように重なり部を設けるのに比べて空気抵抗を小さくすることができる。
【実施例３】
【００５１】
次に本発明の実施例３を説明する。実施例１と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１４に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｙの重なり部２５Ｃの一端部２５ｆを前縁型３１の背面３１ａ側（即ち、中間桁の領域）に配置し、重なり部２５Ｃの他端部２５ｇを中間桁の上端となる部分に配置し、前中間用プリプレグ成形体２６Ｙの重なり部２６Ｃの一端部２６ｆを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の前面３５ａ側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２６Ｃの他端部２６ｇを中間桁の下端となる部分に配置する。
【００５２】
また、後中間用プリプレグ成形体２７Ｙの重なり部２７Ｃの一端部２７ｆを後中間型３９の背面３９ａに配置し、重なり部２７Ｃの他端部２７ｇを中間桁の上端となる部分に配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｙの重なり部２８Ｃの一端部２８ｆを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ（図６（ａ）参照）側（中間桁の領域）に配置し、重なり部２８Ｃの他端部２８ｇを中間桁の下端となる部分に配置する。
【００５３】
重なり部２５Ｃの一端部２５ｆ側と重なり部２６Ｃの一端部２６ｆ側、及び重なり部２７Ｃの一端部２７ｆ側と重なり部２８Ｃの一端部２８ｆ側は、それぞれ中間桁の上下に重ならない位置に配置される、即ち、それぞれ互いに前後方向の隙間を埋めるように隣接して配置されるため、各成形体２５Ｙ，２６Ｙ，２７Ｙ，２８Ｙを前後方向に圧縮させて隙間を埋める必要がなく、成形体２５Ｙ，２６Ｙ，２７Ｙ，２８Ｙを容易に並べて配置することができる。
【実施例４】
【００５４】
次に本発明の実施例４を説明する。実施例１と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図１５に示すように、前縁用プリプレグ成形体２５Ｚの重なり部２５Ｄの一端部２５ｈを前縁型３１の背面３１ａ側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２５Ｄの他端部２５ｊを前縁型３１の背面３１ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置し、前中間用プリプレグ成形体２６Ｚの重なり部２６Ｄの一端部２６ｈを前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）の前面３５ａ側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２６Ｄの他端部２６ｊを前中間用シリコン樹脂製中子型３５の前面３５ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置する。
【００５５】
また、後中間用プリプレグ成形体２７Ｚの重なり部２７Ｄの一端部２７ｈを後中間型３９の背面３９ａ側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２７Ｄの他端部２７ｊを後中間型３９の背面３９ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置し、後縁用プリプレグ成形体２８Ｚの重なり部２８Ｄの一端部２８ｈを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ（図６（ａ）参照）側で且つ中間桁の下端となる部分に配置し、重なり部２８Ｄの他端部２８ｊを後縁用シリコン樹脂製中子型５１（図６（ａ）参照）の前面５１ａ側で且つ中間桁の上端となる部分に配置する。
【００５６】
このように、重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄを中間桁の上端から下端までの全領域に配置することで、中間桁の全領域が重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄによって各プリプレグ成形体２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚに混合された強化繊維の切れ目のない層状に形成され、中間桁の強度を向上させることができる。
【００５７】
上記の図１、図８（ａ）〜（ｃ）、図９（ａ），（ｂ）、図１１（ａ）〜（ｃ）に示したように、複数の中空部１０ａ〜１０ｄと、これらの各中空部１０ａ〜１０ｄを区画する中間桁１３〜１５とを含む航空機翼構造の成形方法であって、下型２１に下側外皮用プリプレグとしての下側プリプレグ２２ａを積層し、この下側プリプレグ２２ａ上に複数の中空構造物用プリプレグ成形体としての前縁用プリプレグ成形体２５、前中間用プリプレグ成形体２６、後中間用プリプレグ成形体２７、後縁用プリプレグ成形体２８を並列に隣接させて載置し、これらの中空構造物用プリプレグ成形体２５〜２８上に上側外皮用プリプレグとしての上側プリプレグ２２ｄを積層し、この後に、これらの下型２１、下側プリプレグ２２ａ、複数の中空構造物用プリプレグ成形体２５〜２８、上側プリプレグ２２ｄを真空バッグ９３で覆い、この真空バッグ９３内を真空引きするとともに加圧・加熱することで翼構造を一体成形する航空機翼構造の成形方法において、中空構造物用プリプレグ成形体２５〜２８が、それぞれに対応する成形型としての前縁型３１、前中間用シリコン樹脂製中子型３５（図３（ａ）参照）、後中間型３９、後縁用シリコン樹脂製中子型５１及び後縁用金属製中子型５３にプリプレグとしての前縁用プリプレグ２５Ｐ（図２（ｂ）参照）、前中間用プリプレグ２６Ｐ（図４（ａ）参照）、後中間用プリプレグ２７Ｐ（図５（ｂ）参照）、後縁用プリプレグ２８Ｐ（図７（ａ）参照）を両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａが中間桁１３〜１５となる領域に配置されることを特徴とする。
【００５８】
上記構成により、翼構造の外表面、詳しくは、翼構造の上下面、即ち上側外板１１、下側外板１２に各プリプレグ２５Ｐ，２６Ｐ，２７Ｐ，２８Ｐの重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａによる凹凸や段差が現れず、翼構造の外表面に沿って空気流をスムーズに流すことができ、空気抵抗を低減することができるとともに、翼構造の外観性を向上させることができる。
【００５９】
上記の図１４、図１５に示したように、重なり部２５Ｃ，２６Ｃ，２７Ｃ，２８Ｃの他端部２５ｇ，２６ｇ，２７ｇ，２８ｇが、中間桁１３〜１５の上端部又は下端部となる部分に配置され、また、重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄの一端部２５ｈ，２６ｈ，２７ｈ，２８ｈ及び他端部２５ｊ，２６ｊ，２７ｊ，２８ｊが中間桁１３〜１５の上端部及び下端部となる部分に配置されるので、重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄでは、中間桁１３〜１５の全体を重なり部２５Ｄ，２６Ｄ，２７Ｄ，２８Ｄで構成することができ、各中空構造物用プリプレグ成形体２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚ内の長繊維を中間桁１３〜１５の長手方向全体に亘って切れ目なく配置することができるとともに、各中空構造物用プリプレグ成形体２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚを層状に重ねて中間桁１３〜１５を形成することができ、中間桁１３〜１５の強度を向上させることができる。
【００６０】
尚、実施例１〜実施例４では、図８（ｃ）、図１３〜図１５に示したように、重なり部２５Ａ，２６Ａ，２７Ａ，２８Ａ、重なり部２５Ｘ，２６Ｘ，２７Ｘ，２８Ｘ、重なり部２５Ｙ，２６Ｙ，２７Ｙ，２８Ｙ、重なり部２５Ｚ，２６Ｚ，２７Ｚ，２８Ｚを図１に示した中間桁１３，１５となる位置に形成したが、これに限らず、中間桁１４となる位置に形成してもよい。
【００６１】
また、図１５に示したように、重なり部２６Ｄの一端部２６ｈ及び重なり部２８Ｄの一端部２８ｈを中間桁１３，１５となる部分の下端部に形成し、重なり部２６Ｄの他端部２６ｊ及び重なり部２８Ｄの他端部２８ｊを中間桁１３，１５となる部分の上端部に形成したが、これに限らず、一端部２６ｈ，２８ｈを中間桁１３，１５となる部分の上端部に形成し、他端部２６ｊ，２８ｊを中間桁１３，１５となる部分の下端部に形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の翼構造の成形方法は、航空機の製造に好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…翼（エルロン）、１０ａ〜１０ｄ…中空部、１３〜１５…中間桁、２１…下型、２２ａ…下側外皮用プリプレグ（下側プリプレグ）、２２ｄ…上側外皮用プリプレグ（上側プリプレグ）、２５，２５Ｘ，２５Ｙ，２５Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（前縁用プリプレグ成形体）、２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ…重なり部、２５ｈ，２６ｈ，２７ｈ，２８ｈ…重なり部の端部（一端部）、２５ｇ，２５ｊ，２６ｇ，２６ｊ，２７ｇ，２７ｊ，２８ｇ，２８ｊ…重なり部の端部（他端部）、２５Ｐ，２６Ｐ，２７Ｐ，２８Ｐ…プリプレグ（前縁用プリプレグ、前中間用プリプレグ、後中間用プリプレグ、後縁用プリプレグ）、２６，２６Ｘ，２６Ｙ，２６Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（前中間用プリプレグ成形体）、２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ…重なり部、２７，２７Ｘ，２７Ｙ，２７Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（後中間用プリプレグ成形体）、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…重なり部、２８，２８Ｘ，２８Ｙ，２８Ｚ…中空構造物用プリプレグ成形体（後縁用プリプレグ成形体）、２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ…重なり部、３１，３５，３９，５１，５３…成形型（前縁型、前中間用シリコン樹脂製中子型、後中間型、後縁用シリコン樹脂製中子型、後縁用金属製中子型）、９３…真空バッグ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中空部と、これらの各中空部を区画する中間桁とを含む航空機翼構造の成形方法であって、
下型に下側外皮用プリプレグを積層し、この下側外皮用プリプレグ上に複数の中空構造物用プリプレグ成形体を並列に隣接させて載置し、これらの中空構造物用プリプレグ成形体上に上側外皮用プリプレグを積層し、この後に、これらの下型、下側外皮用プリプレグ、複数の中空構造物用プリプレグ成形体、上側外皮用プリプレグを真空バッグで覆い、この真空バッグ内を真空引きするとともに加圧・加熱することで前記翼構造を一体成形する航空機翼構造の成形方法において、
前記中空構造物用プリプレグ成形体は、それぞれに対応する成形型にプリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が前記中間桁の領域に配置されることを特徴とする航空機翼構造の成形方法。
【請求項２】
前記重なり部の端部は、前記中間桁の上端部又は下端部に配置されることを特徴とする請求項１記載の航空機翼構造の成形方法。
【請求項１】
複数の中空部と、これらの各中空部を区画する中間桁とを含む航空機翼構造の成形方法であって、
下型に下側外皮用プリプレグを積層し、この下側外皮用プリプレグ上に複数の中空構造物用プリプレグ成形体を並列に隣接させて載置し、これらの中空構造物用プリプレグ成形体上に上側外皮用プリプレグを積層し、この後に、これらの下型、下側外皮用プリプレグ、複数の中空構造物用プリプレグ成形体、上側外皮用プリプレグを真空バッグで覆い、この真空バッグ内を真空引きするとともに加圧・加熱することで前記翼構造を一体成形する航空機翼構造の成形方法において、
前記中空構造物用プリプレグ成形体は、それぞれに対応する成形型にプリプレグを両端部が重なる形で巻き付けるように形成され、その重なり部が前記中間桁の領域に配置されることを特徴とする航空機翼構造の成形方法。
【請求項２】
前記重なり部の端部は、前記中間桁の上端部又は下端部に配置されることを特徴とする請求項１記載の航空機翼構造の成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１５２７５３（Ｐ２０１１−１５２７５３Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６８４８（Ｐ２０１０−１６８４８）
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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