(57)【要約】  設置が簡易になり、製造コストを削減することができる複合材成形治具及び複合材成形方法を提供する。そのため、ストリンガ（１２）と同等の熱膨張率の材料からなり、内側にストリンガ（１２）の型となる空間（Ｓ）が形成され、外側の表面が長手方向に平坦に形成された第１部材（２１ａ、２１ｂ）と、第１部材（２１ａ、２１ｂ）より軽量な材料からなり、内側に第１部材（２１ａ、２１ｂ）を収容する形状の空間が形成されると共に当該内側の表面が長手方向に平坦に形成された第２部材（２２ａ、２２ｂ）とを有し、スキン（１１）上にストリンガ（１２）を成形する際には、繊維基材を第１部材（２１ａ、２１ｂ）の内側の空間（Ｓ）に配置し、第１部材（２１ａ、２１ｂ）を第２部材（２２ａ、２２ｂ）の内側の空間に配置する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材上に繊維基材と樹脂からなる長尺部材を成形する複合材成形治具において、
前記長尺部材と同等の熱膨張率の材料からなり、内側に前記長尺部材の型となる空間が形成され、外側の表面が長手方向に平坦に形成された第１部材と、
前記第１部材より軽量な材料からなり、内側に前記第１部材を収容する形状の空間が形成されると共に当該内側の表面が長手方向に平坦に形成された第２部材と、
を有し、
前記長尺部材を成形する際には、前記繊維基材が前記第１部材の内側の空間に配置され、前記第１部材が前記第２部材の内側の空間に配置されている
ことを特徴とする複合材成形治具。
【請求項２】
請求項１に記載の複合材成形治具において、
前記第１部材は、外側が前記空間に相似した形状に形成されている
ことを特徴とする複合材成形治具。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の複合材成形治具において、
前記第２部材は、前記第１部材の全長に渡って設けられているか、又は、前記第１部材の全長のうちの一部の複数箇所に設けられている
ことを特徴とする複合材成形治具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の複合材成形治具において、
前記第１部材と前記第２部材が接する面は、離型剤が塗布されているか、又は、離型テープが貼付されているか、又は、離型コーティングが施されている
ことを特徴とする複合材成形治具。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の複合材成形治具において、
前記第１部材は、当該第１部材の幅方向の中心で二分割され、
前記第２部材は、当該第２部材の幅方向の中心で二分割されている
ことを特徴とする複合材成形治具。
【請求項６】
請求項５に記載の複合材成形治具において、
前記第１部材を当該第１部材の長手方向で分割する場合、前記幅方向で二分割された一方の前記第１部材と他方の第１部材とでは前記長手方向の互いに異なる位置で分割されている
ことを特徴とする複合材成形治具。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の複合材成形治具において、
前記第２部材は、前記第１部材を含む全体の形状が三角柱状に形成され、
前記三角柱状の頂点部分に、当該頂上部分に嵌合するＬ字断面のアングル材を設ける
ことを特徴とする複合材成形治具。
【請求項８】
板状部材上に繊維基材と樹脂からなる長尺部材を成形する複合材成形方法において、
前記板状部材上に前記長尺部材となる前記繊維基材を配置し、
前記長尺部材と同等の熱膨張率の材料からなり、内側に前記長尺部材の型となる空間が形成され、外側の表面が長手方向に平坦に形成された第１部材を用い、前記繊維基材を前記第１部材の内側の空間に配置し、
前記第１部材より軽量な材料からなり、内側に前記第１部材を収容する形状の空間が形成されると共に当該内側の表面が長手方向に平坦に形成された第２部材を用い、前記第１部材を前記第２部材の内側の空間に配置し、
前記板状部材、前記繊維基材、前記第１部材及び前記第２部材を密閉手段で密閉し、当該密閉手段の内部を真空にし、
前記繊維基材に樹脂を含浸させ、
加熱して前記樹脂を硬化させて、前記長尺部材を成形する
ことを特徴とする複合材成形方法。
【請求項９】
請求項８に記載の複合材成形方法において、
前記第１部材は、外側が前記空間に相似した形状に形成されている
ことを特徴とする複合材成形方法。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の複合材成形方法において、
前記第２部材を、前記第１部材の全長に渡って設けるか、又は、前記第１部材の全長のうちの一部の複数箇所に設ける
ことを特徴とする複合材成形方法。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０のいずれか１つに記載の複合材成形方法において、
前記第１部材と前記第２部材が接する面に、離型剤を塗布するか、又は、離型テープを貼付するか、又は、離型コーティングを施す
ことを特徴とする複合材成形方法。
【請求項１２】
請求項８から請求項１１のいずれか１つに記載の複合材成形方法において、
前記第１部材は、当該第１部材の幅方向の中心で二分割され、
前記第２部材は、当該第２部材の幅方向の中心で二分割されている
ことを特徴とする複合材成形方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の複合材成形方法において、
前記第１部材を当該第１部材の長手方向で分割する場合、前記幅方向で二分割された一方の前記第１部材と他方の第１部材とでは前記長手方向の互いに異なる位置で分割されている
ことを特徴とする複合材成形方法。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に記載の複合材成形方法において、
前記第２部材は、前記第１部材を含む全体の形状が三角柱状に形成され、
前記三角柱状の頂点部分に嵌合するＬ字断面のアングル材を用い、当該アングル材を前記頂点部分に配置する
ことを特徴とする複合材成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂系複合材の複合材成形治具及び複合材成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形品と同じ熱膨張率の材料からなる成形型を用いて、熱硬化樹脂系複合材を成形する成形方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９４７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂系複合材である繊維強化プラスチック（ＦＲＰ；Fiber Reinforced Plastics）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；Carbon Fiber Reinforced Plastics）は、軽量且つ機械的強度に優れているため、航空機の構造部材等に使用されている。例えば、航空機のスキンやその補強用のストリンガを成形する場合には、図９に示すように、下型４０の上に硬化済み又は生の（硬化前の）スキン４１を設置し、そのスキン４１の上に繊維基材からなる生の（硬化前の）ストリンガ４２を配置し、そのストリンガ４２の上に上型（マンドレル４３）を配置する。そして、生のスキン４１やストリンガ４２に樹脂を含浸させた後、樹脂を加熱して硬化させることで、硬化後のスキン４１及びストリンガ４２からなる構造部材が成形されることになる。【０００５】
樹脂系複合材の成形に用いるマンドレル４３としては、人手でハンドリングできるように、軽量なアルミニウム合金製のマンドレルを使用している。特に、大型（１ｍ以上）の成形品を成形する場合は、マンドレル４３の熱膨張により変形が発生するおそれがあることから、マンドレル４３を長手方向に分割している。例えば、図９では、分割部Ｂにおいて、マンドレル４３を複数に分割している。このようにマンドレル４３を分割している場合には、スペーサを利用して熱膨張差分の隙間を設けており、マンドレル４３の設置に多大な時間がかかっていた。【０００６】
ここで、マンドレル４３の構造を、図１０、図１１を参照して説明する。マンドレル４３は、略三角柱の形状であり、その断面も略三角形となっている。ストリンガ４２は断面が逆Ｔ字状の形状であるため、ストリンガ４２を形成する型であるマンドレル４３は、その内側に逆Ｔ字状の空間Ｓが長手方向に形成されている。マンドレル４３は、１つの部材から構成されていても良いが、成形中にストリンガ４２の板厚に変化が生じる場合には、上述した長手方向だけではなく、幅方向にもマンドレル４３を分割する必要があり、例えば、図１０、図１１に示すように、マンドレル４３を幅方向中心で分割した２つブロック４３ａ、４３ｂから構成している。この場合には、形成時において、２つブロック４３ａ、４３ｂの倒れを防止するため、マンドレル４３（ブロック４３ａ、４３ｂ）の頂上部分に略Ｌ字断面のアングル材４４を配置している。【０００７】
このように、マンドレル４３は、長手方向だけではなく、幅方向にも分割されることもあり、その場合には、マンドレル４３の設置に更に多大な時間がかかる。【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、設置が簡易になり、製造コストを削減することができる複合材成形治具及び複合材成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係る複合材成形治具は、
板状部材上に繊維基材と樹脂からなる長尺部材を成形する複合材成形治具において、
前記長尺部材と同等の熱膨張率の材料からなり、内側に前記長尺部材の型となる空間が形成され、外側の表面が長手方向に平坦に形成された第１部材と、
前記第１部材より軽量な材料からなり、内側に前記第１部材を収容する形状の空間が形成されると共に当該内側の表面が長手方向に平坦に形成された第２部材と、
を有し、
前記長尺部材を成形する際には、前記繊維基材が前記第１部材の内側の空間に配置され、前記第１部材が前記第２部材の内側の空間に配置されている
ことを特徴とする。【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係る複合材成形治具は、
上記第１の発明に記載の複合材成形治具において、
前記第１部材は、外側が前記空間に相似した形状に形成されている
ことを特徴とする。【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る複合材成形治具は、
上記第１又は第２の発明に記載の複合材成形治具において、
前記第２部材は、前記第１部材の全長に渡って設けられているか、又は、前記第１部材の全長のうちの一部の複数箇所に設けられている
ことを特徴とする。【００１２】
上記課題を解決する第４の発明に係る複合材成形治具は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の複合材成形治具において、
前記第１部材と前記第２部材が接する面は、離型剤が塗布されているか、又は、離型テープが貼付されているか、又は、離型コーティングが施されている
ことを特徴とする。【００１３】
上記課題を解決する第５の発明に係る複合材成形治具は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載の複合材成形治具において、
前記第１部材は、当該第１部材の幅方向の中心で二分割され、
前記第２部材は、当該第２部材の幅方向の中心で二分割されている
ことを特徴とする。【００１４】
上記課題を解決する第６の発明に係る複合材成形治具は、
上記第５の発明に記載の複合材成形治具において、
前記第１部材を当該第１部材の長手方向で分割する場合、前記幅方向で二分割された一方の前記第１部材と他方の第１部材とでは前記長手方向の互いに異なる位置で分割されている
ことを特徴とする。【００１５】
上記課題を解決する第７の発明に係る複合材成形治具は、
上記第５又は第６の発明に記載の複合材成形治具において、
前記第２部材は、前記第１部材を含む全体の形状が三角柱状に形成され、
前記三角柱状の頂点部分に、当該頂上部分に嵌合するＬ字断面のアングル材を設ける
ことを特徴とする。【００１６】
上記課題を解決する第８の発明に係る複合材成形方法は、
板状部材上に繊維基材と樹脂からなる長尺部材を成形する複合材成形方法において、
前記板状部材上に前記長尺部材となる前記繊維基材を配置し、
前記長尺部材と同等の熱膨張率の材料からなり、内側に前記長尺部材の型となる空間が形成され、外側の表面が長手方向に平坦に形成された第１部材を用い、前記繊維基材を前記第１部材の内側の空間に配置し、
前記第１部材より軽量な材料からなり、内側に前記第１部材を収容する形状の空間が形成されると共に当該内側の表面が長手方向に平坦に形成された第２部材を用い、前記第１部材を前記第２部材の内側の空間に配置し、
前記板状部材、前記繊維基材、前記第１部材及び前記第２部材を密閉手段で密閉し、当該密閉手段の内部を真空にし、
前記繊維基材に樹脂を含浸させ、
加熱して前記樹脂を硬化させて、前記長尺部材を成形する
ことを特徴とする。【００１７】
上記課題を解決する第９の発明に係る複合材成形方法は、
上記第８の発明に記載の複合材成形方法において、
前記第１部材は、外側が前記空間に相似した形状に形成されている
ことを特徴とする。【００１８】
上記課題を解決する第１０の発明に係る複合材成形方法は、
上記第８又は第９の発明に記載の複合材成形方法において、
前記第２部材を、前記第１部材の全長に渡って設けるか、又は、前記第１部材の全長のうちの一部の複数箇所に設ける
ことを特徴とする。【００１９】
上記課題を解決する第１１の発明に係る複合材成形方法は、
上記第８〜第１０のいずれか１つの発明に記載の複合材成形方法において、
前記第１部材と前記第２部材が接する面に、離型剤を塗布するか、又は、離型テープを貼付するか、又は、離型コーティングを施す
ことを特徴とする。【００２０】
上記課題を解決する第１２の発明に係る複合材成形方法は、
上記第８〜第１１のいずれか１つの発明に記載の複合材成形方法において、
前記第１部材は、当該第１部材の幅方向の中心で二分割され、
前記第２部材は、当該第２部材の幅方向の中心で二分割されている
ことを特徴とする。【００２１】
上記課題を解決する第１３の発明に係る複合材成形方法は、
上記第１２の発明に記載の複合材成形方法において、
前記第１部材を当該第１部材の長手方向で分割する場合、前記幅方向で二分割された一方の前記第１部材と他方の第１部材とでは前記長手方向の互いに異なる位置で分割されている
ことを特徴とする。【００２２】
上記課題を解決する第１４の発明に係る複合材成形方法は、
上記第１２又は第１３の発明に記載の複合材成形方法において、
前記第２部材は、前記第１部材を含む全体の形状が三角柱状に形成され、
前記三角柱状の頂点部分に嵌合するＬ字断面のアングル材を用い、当該アングル材を前記頂点部分に配置する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複合材成形治具を無用に長手方向で分割する必要が無く、分割する場合でも互いを接触させて配置できるので、隙間を管理する必要は無く、設置が非常に簡易になり、また、製造コストを削減することもできる。また、低膨張率の合金は高価であるが、第１部材の外側を長尺部材の形状に相似した形状とするので、低膨張率の合金の使用量を減らすことができ、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る複合材成形治具の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示した複合材成形治具を構成する第１部材の一部を設置した状態を示す斜視図である。
【図３】図１に示した複合材成形治具を構成する第１部材の全てを設置した状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示した複合材成形治具を構成する第１部材及び第２部材の全てを設置した状態を示す斜視図である。
【図５】図４に示した第２部材の変形例を示す図であって、当該第２部材を設置した状態を示す斜視図である。
【図６Ａ】図１に示した複合材成形治具を用いた複合材成形方法を説明する図であって、複合材成形治具の設置直後を示す断面図である。
【図６Ｂ】図１に示した複合材成形治具を用いた複合材成形方法を説明する図であって、複合材成形治具の周囲をシールした状態を示す断面図である。
【図６Ｃ】図１に示した複合材成形治具を用いた複合材成形方法を説明する図であって、複合材成形治具及びストリンガを加熱して硬化した状態を示す断面図である。
【図７】図６Ｂに示したシール構造の変形例を示す断面図である。
【図８】図６Ｂに示したシール構造の他の変形例を示す断面図である。
【図９】航空機の構造部材の成形方法を説明する斜視図である。
【図１０】図９に示したマンドレルの領域Ａの拡大図である。
【図１１】図９に示したマンドレルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明に係る複合材成形治具及び複合材成形方法を説明する。
【００２６】
［実施例１］
図１は、本実施例の複合材成形治具を示す断面図である。また、図２は、図１に示した複合材成形治具を構成する第１部材の一部を設置した状態を示す斜視図であり、図３は、図１に示した複合材成形治具を構成する第１部材の全てを設置した状態を示す斜視図であり、図４は、図１に示した複合材成形治具を構成する第１部材及び第２部材の全てを設置した状態を示す斜視図である。
【００２７】
本実施例のマンドレル２０（複合材成形治具）も、硬化済み又は生の（硬化前の）スキン１１（板状部材）の上に配置した繊維基材からなる生の（硬化前の）ストリンガ１２（長尺部材）に対する型である。このマンドレル２０も略三角柱の形状であり、その断面も略三角形となっている。ストリンガ１２も断面が逆Ｔ字状の形状であるため、マンドレル２０の内側には、逆Ｔ字状の空間Ｓが長手方向に形成されている。ここでは、ストリンガ１２を逆Ｔ字状としているが、他の形状であっても良く、その場合、ストリンガ１２の形状に応じて、空間Ｓの形状も変更される。なお、航空機において、スキン１１は、例えば、翼の表皮を構成するものであり、繊維基材としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維等が使用される。
【００２８】
そして、本実施例では、マンドレル２０を、内側の第１部材２１ａ、２１ｂと、外側の第２部材２２ａ、２２ｂに分割して構成している。また、ここでは、成形中にストリンガ１２の板厚に変化が生じることを考慮して、第１部材２１ａ、２１ｂを幅方向ＷＤの中心で二分割し、第２部材２２ａ、２２ｂも幅方向ＷＤの中心で二分割した構成としている。なお、板厚の変化が無い場合には、第１部材２１ａ、２１ｂを一体の構成とし、第２部材２２ａ、２２ｂも一体の構成としても良い。
【００２９】
第１部材２１ａ、２１ｂにおいて、第１部材２１ａは断面が略Ｌ字状となり、第１部材２１ｂも断面が略Ｌ字状となり、第１部材２１ａと第１部材２１ｂとの間が、ストリンガ１２を形成するための空間Ｓとなっている。つまり、第１部材２１ａ、２１ｂ全体としては、その内側にストリンガ１２の型となる空間Ｓが形成され、外側が空間Ｓに相似した形状に形成されている。
【００３０】
また、第２部材２２ａ、２２ｂにおいて、第２部材２２ａは断面が略三角形であり、第２部材２２ｂも断面が略三角形となり、第２部材２２ａと第２部材２２ｂとの間が、第１部材２１ａ、２１ｂを収容する形状の空間となっている。つまり、第２部材２２ａ、２２ｂ全体としては、その内側に第１部材２１ａ、２１ｂを収容する形状の空間が形成されている。そして、第２部材２２ａ、２２ｂは、第１部材２１ａ、２１ｂを含む全体の形状が略三角柱状となっている。
【００３１】
また、第１部材２１ａ、２１ｂ、第２部材２２ａ、２２ｂを、幅方向ＷＤで二分割した場合には、ストリンガ１２の形成時において、第１部材２１ａ、２１ｂや第２部材２２ａ、２２ｂの倒れを防止するため、略三角柱状のマンドレル２０（第１部材２１ａ、２１ｂ及び第２部材２２ａ、２２ｂ）の頂上部分には、当該頂上部分に嵌合する略Ｌ字断面のアングル材２５を設けることが好ましい。
【００３２】
そして、本実施例では、ストリンガ１２に接する第１部材２１ａ、２１ｂを、ストリンガ１２と略同じ熱膨張率の材料、例えば、低膨張合金である３６％Ｎｉ合金（インバー材）やＣＦＲＰ等から構成する。一方、第１部材２１ａ、２１ｂの外側の第２部材２２ａ、２２ｂを、第１部材２１ａ、２１ｂより軽量な材料、例えば、アルミニウム合金等から構成する。
【００３３】
第１部材２１ａ、２１ｂを構成する材料の密度が高くても、上述したように、内側に空間Ｓを形成し、外側を空間Ｓに相似した形状に形成して、板厚を薄くすることにより、その軽量化が可能である。また、第１部材２１ａ、２１ｂをストリンガ１２と略同じ熱膨張率の材料から構成しているので、従来のように、長手方向ＬＤにおいて、隙間を設ける必要は無く、第１部材２１ａ、２１ｂを長手方向ＬＤで分割する必要は無い。
【００３４】
但し、第１部材２１ａ、２１ｂの剛性が低いと、ハンドリングや脱型時等に曲がってしまい、正確な形状の製品が作れないおそれがあるため、第１部材２１ａ、２１ｂは、それだけで十分な剛性が得られるように設計する必要がある。そのため、第１部材２１ａ、２１ｂは、断面２次モーメントが高くなる、Ｔ型、Ｌ型、Ｉ型のような断面形状で、２ｍｍ以上の厚みがあることが好ましい。
【００３５】
マンドレル２０を上述した構成とすることにより、長手方向ＬＤに分割する必要が無くなるので、隙間を管理する必要は無く、マンドレル２０の設置が非常に簡易になり、また、製造コストを削減することもできる。例えば、従来、マンドレルをアルミニウム合金で形成する場合には、５ｍのマンドレルを作るのに５分割程度必要であり、各分割部分で隙間を管理する必要があったが、本実施例では、マンドレル２０の分割を無くすことができる。また、低膨張率の合金を使う場合、当該合金は高価であるが、第１部材２１ａ、２１ｂを十分な剛性が得られる程度の薄さで形成するので、低膨張率の合金の使用量を減らすことができ、製造コストを削減することができる。
【００３６】
なお、もし、ハンドリングや脱型等を考慮して、第１部材２１ａ、２１ｂを長手方向ＬＤで分割する場合には、図２、図３に示すように、第１部材２１ａは、分割点Ｐａにおいて、第１部材２１ａ−１と第１部材２１ａ−２に分割し、第１部材２１ｂは、分割点Ｐａとは異なる位置の分割点Ｐｂにおいて、第１部材２１ｂ−１と第１部材２１ｂ−２に分割するようにする。つまり、第１部材２１ａと第１部材２１ｂは、長手方向ＬＤにおいて、互いに異なる位置の分割点Ｐａ、Ｐｂで分割されている。
【００３７】
本実施例においては、ストリンガ１２の形成（加熱）時に、第１部材２１ａ、２１ｂと第２部材２２ａ、２２ｂとの間に熱ひずみが発生するおそれがある。具体的には、第１部材２１ａ、２１ｂより第２部材２２ａ、２２ｂの熱膨張率が高いため、第２部材２２ａ、２２ｂの熱伸びが発生する。第２部材２２ａ、２２ｂの熱伸びに引きずられて、第１部材２１ａ、２１ｂが動いてしまうと、ストリンガ１２の形状が変形するおそれがある。そのため、第２部材２２ａ、２２ｂは、長手方向ＬＤでは、第１部材２１ａ、２１ｂを拘束せず、摺動して、熱ひずみを解消する必要がある。
【００３８】
そのため、第１部材２１ａ、２１ｂの外側の表面と第２部材２２ａ、２２ｂの内側の表面、つまり、第１部材２１ａ、２１ｂと第２部材２２ａ、２２ｂが接する面は、その長手方向ＬＤにおいては、互いに、凹凸が無い平坦な面に形成されている。このような構成により、第２部材２２ａ、２２ｂは、長手方向ＬＤでは、第１部材２１ａ、２１ｂを拘束せず、摺動して、熱ひずみを解消することができる。
【００３９】
更に、第２部材２２ａ、２２ｂは、第１部材２１ａ、２１ｂと同じ長さとし、図４に示すように、第１部材２１ａ、２１ｂの全長に渡って設けても良いが、図５に示すように、短い長さの複数の第２部材２２ａ−１〜２２ａ−３、２２ｂ−１〜２２ｂ−３から構成し、第１部材２１ａ、２１ｂの全長のうちの一部の複数箇所に設けるようにしても良い。このように、短い長さの複数の第２部材２２ａ−１〜２２ａ−３、２２ｂ−１〜２２ｂ−３を用いることにより、より摺動し易くして、熱ひずみを解消するようにすることができる。
【００４０】
なお、複数の第２部材２２ａ−１〜２２ａ−３、２２ｂ−１〜２２ｂ−３を用いる場合であって、第１部材２１ａ、２１ｂも長手方向ＬＤで分割している場合には、分割点Ｐａ、Ｐｂに第２部材２２ａ−１〜２２ａ−３、２２ｂ−１〜２２ｂ−３のいずれかを配置するようにする（図５では、一例として、第２部材２２ａ−２、２２ｂ−２を配置）。また、アングル材２５も、複数の第２部材２２ａ−１〜２２ａ−３、２２ｂ−１〜２２ｂ−３に合わせて、短い長さの複数のアングル材から構成するようにしても良い。
【００４１】
また、第１部材２１ａ、２１ｂ及び第２部材２２ａ、２２ｂとアングル材２５との間にも熱ひずみが発生する。そのため、第１部材２１ａ、２１ｂ及び第２部材２２ａ、２２ｂとアングル材２５が接する面も、その長手方向ＬＤにおいては、互いに、凹凸が無い平坦な面に形成されている。
【００４２】
加えて、第１部材２１ａ、２１ｂと第２部材２２ａ、２２ｂが接する面、そして、第１部材２１ａ、２１ｂ及び第２部材２２ａ、２２ｂとアングル材２５が接する面において、熱伸びに対する摺動性を更に良くするために離型処理、例えば、シリコン系、フッ素系等の離型剤の塗布、テトラフルオロエチレン製等の離型テープの貼付、離型コーティング等の表面処理等を行うことが好ましい。
【００４３】
次に、本実施例のマンドレル２０及びアングル材２５を用いた複合材成形方法について、図６Ａ〜６Ｃを参照して説明する。
【００４４】
まず、図６Ａに示すように、下型３１の上に硬化済み又は生のスキン１１を設置し、そのスキン１１の上に生のストリンガ１２（繊維基材）を配置する。そして、生のストリンガ１２を第１部材２１ａ、２１ｂの内側の空間Ｓに配置し、第１部材２１ａ、２１ｂを第２部材２２ａ、２２ｂに内側の空間に配置し、第１部材２１ａ、２１ｂ及び第２部材２２ａ、２２ｂの頂上部分にアングル材２５を配置する。これらの配置の際には、上述した離型処理を行っても良い。また、第２部材２２ａ、２２ｂやアングル材２５は、第１部材２１ａ、２１ｂの全長に渡って設けても良いが、その一部の複数箇所に設けるようにしても良い。
【００４５】
マンドレル２０及びアングル材２５の設置後、図６Ｂに示すように、下型３１の端部にリング状のシーラント３２（密閉手段）を取り付け、シーラント３２の内側にあるスキン１１、ストリンガ１２、マンドレル２０及びアングル材２５を覆うように、バギングフィルム３３（密閉手段）を取り付ける。このようにして、シーラント３２及びバギングフィルム３３の内側を密閉する。
【００４６】
バギングフィルム３３の一端には真空装置が接続されており、バギングフィルム３３の他端には樹脂注入装置が接続されている。シーラント３２及びバギングフィルム３３の取り付け後、シーラント３２及びバギングフィルム３３の内側が真空引きされ、樹脂が注入されて、生のスキン１１、ストリンガ１２に樹脂が含浸される。樹脂の含浸後、全体をオーブン等で加熱することにより、樹脂が硬化して、スキン１１及びストリンガ１２が成形（硬化）されることになる（図６Ｃ参照）。樹脂としては、加熱により硬化する熱硬化樹脂、例えば、エポキシ、ポリイミド等が使用される。
【００４７】
なお、図６Ａ〜６Ｃに示した成形方法は、スキン１１が生の場合に好適な成形方法であるが、スキン１１が既に硬化済みである場合には、下型３１は不要であり、図７や図８に示す成形方法でストリンガ１２を成形可能である。
【００４８】
例えば、図７に示す成形方法では、硬化済みのスキン１１の上に生のストリンガ１２を配置する。マンドレル２０及びアングル材２５の配置については、図６Ａで説明した通りである。そして、硬化済みのスキン１１の端部にリング状のシーラント３２を取り付け、シーラント３２の内側にあるストリンガ１２、マンドレル２０及びアングル材２５を覆うように、バギングフィルム３３を取り付ける。この場合、バギングフィルム３３の一端に真空装置が接続され、バギングフィルム３３の他端に樹脂注入装置が接続されている。シーラント３２及びバギングフィルム３３の取り付け後、シーラント３２及びバギングフィルム３３の内側が真空引きされ、樹脂が注入されて、生のストリンガ１２に樹脂が含浸される。樹脂の含浸後、全体をオーブンで加熱することにより、樹脂が硬化して、ストリンガ１２が成形（硬化）されることになる。
【００４９】
また、図８に示す成形方法でも、硬化済みのスキン１１の上に生のストリンガ１２を配置する。マンドレル２０及びアングル材２５の配置についても、図６Ａで説明した通りである。そして、マンドレル２０の隙間、マンドレル２０とスキン１１との隙間、マンドレル２０とアングル材２５との隙間に対して、つまり、ストリンガ１２の周囲の全ての隙間に対して、リング状のシーラント３２を取り付ける。この場合、マンドレル２０の一端に真空装置が接続され、マンドレル２０の他端に樹脂注入装置が接続されている。シーラント３２の取り付け後、シーラント３２で塞がれた部分の内側が真空引きされ、樹脂が注入されて、生のストリンガ１２に樹脂が含浸される。樹脂の含浸後、全体をオーブンで加熱することにより、樹脂が硬化して、ストリンガ１２が成形（硬化）されることになる。
【００５０】
上述した図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７、８においては、密閉用のシール材料として、シーラント３２を例示したが、例えば、シール材等の他のシール材料を用いても良い。
【００５１】
また、上述した図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、７、８で説明した成形方法は、真空補助樹脂注入成形法（ＶａＲＴＭ；Vacuum assisted Resin Transfer Molding）と呼ばれるものであるが、この方法に限らず、本実施例のマンドレル２０及びアングル材２５は、プリプレグの真空加熱成形やオートクレーブ成形等で使用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、複合材適用部材全般に利用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１１  スキン
１２  ストリンガ
２０  マンドレル
２１ａ、２１ａ−１、２１ａ−２  第１部材
２１ｂ、２１ｂ−１、２１ｂ−２  第１部材
２２ａ、２２ａ−１、２２ａ−２、２２ａ−３  第２部材
２２ｂ、２２ｂ−１、２２ｂ−２、２２ｂ−３  第２部材
２５  アングル材
３１  下型
３２  シーラント
３３  バギングフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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