(57)【要約】【課題】  複数のセグメントにより構成される成形型を用いる複合材料構造物の製造方法において、成形型の隣接するセグメント同士の間において良好なシール状態を実現しつつ、製造工程の煩雑化を抑制または回避する。【解決手段】  隣接するセグメントの少なくとも一方の側面には、シール溝に有端で線状のシール部材が挿入される。シール部材のシール上部には、シール溝に挿入された状態で、少なくともその先端が当該シール溝の外側に突出する、リップ部が設けられている。また、シール部材の内部には中空が形成されているか、または、少なくともシール底部に凹部が形成されている。複数のセグメントを単一の構造体に組み立てるときには、隣接するセグメント同士の側面を互いに結合させて、一方のセグメントに設けられるシール部材を、他方のセグメントの側面によって横断面方向に押しつぶすことにより、当該セグメント間をシールする。【選択図】  図７
2018089825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂組成物および繊維材料で少なくとも構成されるスキンを備える、中空状の複合材料構造物の製造方法であって、
前記複合材料構造物の内側に位置し、複数のセグメントにより構成され、隣接する前記セグメント同士の側面が互いに結合されることにより、単一の構造体として保持される成形型を用い、
前記成形型の外周面には、加熱硬化により前記スキンとなるプリプレグが積層され、
前記プリプレグの積層後には、前記成形型の外側を密閉封止する真空バッグが形成され、
隣接する前記セグメントの少なくとも一方の側面には、当該側面に設けられるシール溝に有端で線状のシール部材が挿入され、
前記シール部材は、
前記シール溝に挿入された状態で当該シール溝の底面に当接する部位をシール底部とし、当該シール底部に対向する部位をシール上部としたときに、
前記シール上部には、前記シール溝に前記シール部材が挿入された状態で、少なくともその先端が当該シール溝の外側に突出する、リップ部が設けられているとともに、
前記シール部材には、その内部に中空が形成されているか、または、少なくとも前記シール底部に凹部が形成されているものであり、
複数の前記セグメントを前記構造体に組み立てるときには、隣接する前記セグメント同士の側面を互いに結合させて、一方の前記セグメントに設けられる前記シール部材を、他方の前記セグメントの側面によって横断面方向に押しつぶすことにより、当該セグメント間をシールし、
前記真空バッグの内部を真空吸引しながら前記成形型全体のオートクレーブにより、前記プリプレグを加圧しながら加熱硬化することを特徴とする、
複合材料構造物の製造方法。
【請求項２】
前記複合材料構造物は、前記スキンに加えて骨格部材を備え、
前記成形型の外周面には、前記骨格部材が取り付けられているとともに、その外側に前記プリプレグが積層され、
さらに、前記プリプレグの外側には、当該プリプレグを覆うカールプレートが取り付けられていることを特徴とする、
請求項１に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項３】
前記セグメントにおいて前記構造体の外周面を構成する面を、当該セグメントの表面としたときに、前記シール溝の両端部は、前記セグメントの表面に向かって折れ曲がっており、
前記シール部材は、前記シール溝に挿入された状態では、当該シール溝のそれぞれの端部から当該シール部材のそれぞれの端部が前記セグメントの表面から露出する長さを有しており、
前記シール部材を前記シール溝に挿入した後に、当該シール部材のそれぞれの端部を、前記セグメントの表面近傍で切断し、
その後に、前記セグメントの表面から前記シール部材の端部が露出しないように押さえ付ける端部押さえ部材を、前記セグメントに固定することを特徴とする、
請求項１または２に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項４】
前記シール部材の端部は、前記セグメントの表面近傍で切断された後に、接着部材により覆われるように当該表面に接着され、
その後に、前記端部押さえ部材により押さえ付けられることを特徴とする、
請求項３に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項５】
複数の前記セグメントは、一対の環状保持部材に固定されて前記構造体として保持されていることを特徴とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項６】
複数の前記セグメントには、その側面に前記シール溝が設けられているものと、前記シール溝がもうけられていないものとが含まれていることを特徴とする、
請求項５に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項７】
前記セグメントにおいて前記構造体の外周面を構成する面を、当該セグメントの表面としたときに、
前記セグメントは、
前記表面を上側として水平に配置させたときに、その両側面が、水平方向または水平方向に対して上側に傾斜する方向に面している形状を有する第一セグメントと、
前記表面を上側として水平に配置させたときに、その両側面が水平方向に対して下側に傾斜する方向に面している形状を有する前記第二セグメントと、
の２種類で構成され、
前記環状保持部材に対して、先に前記第二セグメントを１個置きに固定してから、これら第二セグメントの間にそれぞれ前記第一セグメントを挿入し、互いの側面を結合することにより、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを交互に配列し、
前記シール溝は、前記第一セグメントの側面のみに設けられていることを特徴とする、
請求項６に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項８】
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの前記表面には、前記骨格材料を嵌入させる複数の凹部が形成され、
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントに対して、前記骨格材料を取り付けてから、これらセグメントを前記環状保持部材に固定することを特徴とする、
請求項７に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項９】
前記リップ部は、前記シール上部の法線方向に沿って突出しているか、または、前記シール上部の法線方向に対して傾斜するように突出しているとともに、
前記シール部材の横断面における前記シール上部の幅および前記シール底部の幅は、いずれか一方が他方よりも大きいことを特徴とする、
請求項１から８のいずれか１項に記載の複合材料構造物の製造方法。
【請求項１０】
前記凹部は、さらに前記シール上部における前記リップ部に隣接した位置に形成されていることを特徴とする、
請求項１から９のいずれか１項に記載の複合材料構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空状の複合材料構造物の製造方法に関し、特に、複数のセグメントにより構成され、隣接する前記セグメント同士の側面が互いに結合されることにより、単一の構造体として保持される成形型を用いて、例えば、航空機の胴体部等となる複合材料構造物を好適に製造することができる、複合材料構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、これまで金属材料が用いられてきた分野において、繊維強化樹脂複合材料（以下、適宜「複合材料」と略す。）が広く用いられるようになっている。この複合材料の中でも、強化繊維として炭素繊維を用い、これにエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂を含浸させて成形した炭素繊維強化型のものは、金属材料よりも軽量であることに加え、より高強度であることから、スポーツ用品、産業機械、航空宇宙等の分野に広く採用されている。
【０００３】
これら分野のうち航空宇宙の分野では、例えば、航空機の翼や胴体等の構造物において、複合材料からなるスティフナ（stiffener）とスキンとを一体化するスティフンドパネル（stiffened panel）が採用されている。代表的なスティフナとしては、ストリンガが挙げられる。複合材料製のスティフナと複合材料製のスキンとを一体化する方法としては、スティフナとなるプリプレグを複数枚積層するとともに、スキンとなるプリプレグを複数枚積層して、これをオートクレーブ（圧力釜）により硬化して一体成形する方法（コキュア法）、あるいは、先にスティフナをオートクレーブにより硬化した後にスキンとなるプリプレグを複数枚積層してオートクレーブにより硬化して一体成形する方法（コボンド法）が挙げられる。
【０００４】
このような航空機の構造体の製造に関する技術としては、例えば、特許文献１に開示されている、シリンダー形状部を成型するための複合ツールが挙げられる。このツールは、複合材料でなるシリンダー形状部を製造するために、複数（例えば７個）の部材またはタイルを円筒状に配置して互いに連結することにより構成されており、各部材（各タイル）の連結部には、シーリング手段（シール部材）が配置されている。
【０００５】
シーリング手段としては、具体的には、膨張可能なＯ−リングガスケットが挙げられている。このＯ−リングガスケットを受けるための溝は、隣接する部材（タイル）のそれぞれの側面に、互いにずれて（交互に）位置しており、これらの溝にそれぞれＯ−リングガスケットが配置される。Ｏ−リングガスケットは、その断面に中空を有する構造（管状構造）となっており、オートクレーブ時に生じる圧力差によって膨張可能となっている。
【０００６】
また、Ｏ−リングガスケットは、隣り合う部材同士の長手方向のシールを担うため、特許文献１では、端部のシールを実現するために、隣り合う部材の端部に漏れ防止挿入部位を設けている。この挿入部位には、Ｏ−リングガスケットを配置する溝に面する２つの穴が設けられており、Ｏ−リングガスケットの一部は、隣り合う部材同士の間から外に露出することができる。この露出したＯ−リングガスケットを高圧空気源に接続することで、Ｏ−リングガスケットの内部を加圧して膨張させることができる。
【０００７】
特許文献１では、各部材（タイル）の構造を弱めないように、隣り合う部材の側面に溝を交互に（互いにずれた位置に）形成している。さらに、このような位置関係にあるそれぞれの溝にＯ−リングガスケットを設ければ、これらＯ−リングガスケットの位置関係も互いにずれることになる。それゆえ、オートクレーブによる圧力差だけでなく高圧空気源からの内部加圧によって、一方の部材の側面に配置されたＯ−リングガスケットが膨張して他方の部材の側面に接するとともに、他方の部材の側面に配置されたＯ−リングガスケットが膨張して一方の部材の側面に接する。これにより、部材同士の間で二重のシールが構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１０−５０７５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示される構成では、安定したシール状態を実現するためには、次のように、さまざまな条件を適切に調整する必要があるため、シリンダー形状部の製造方法の煩雑化を招くおそれがある。
【００１０】
例えば、特許文献１に開示されるＯ−リングガスケットは、膨張を前提としたシーリング手段（シール部材）となっている。それゆえ、良好かつ安定したシール状態を実現するためには、好適な圧力差が生じるようにオートクレーブの諸条件を設定したり、オートクレーブ中に外部から十分な圧力のショップエアーを供給し続けたりする必要がある。
【００１１】
さらに、オートクレーブ中には、Ｏ−リングガスケットの熱膨張を考慮する必要がある。例えば、管状構造の断面方向において所定の膨張率を実現するには、オートクレーブの圧力差およびショップエアーの圧力に加えて、断面方向の熱膨張率を考慮する必要がある。また、前記の通り、Ｏ−リングガスケットの一部は連結部の両端部から露出しているので、そのままでは線方向の熱膨張により露出量が大きくなることが予測される。それゆえ、漏れ防止挿入部位では、管状構造の中空を維持しつつ熱膨張による露出量が増加しないように、Ｏ−リングガスケットを固定する必要が生じる。
【００１２】
ここで、シール部材としては、特許文献１に開示されるような、圧力差により膨張する構成のものではなく、荷重により断面方向に圧縮する（押しつぶす）構成のものを用いることが考えられる。しかしながら、圧縮する構成のシール部材を採用した場合、成形型（特許文献１では複合ツール）を構成するセグメント（特許文献１では部材またはタイル）のシール長が長くなるほど、シール部材を圧縮するための荷重も大きくなる。シール部材の硬度または形状によっては、荷重はより大きくなる可能性がある。
【００１３】
そのため、セグメントを移動させて他のセグメントに組み合わせるときには、シール部材を圧縮するためにより大きな荷重でセグメントを移動させることになる。より高品質な複合材料構造物を製造するためには、隣接するセグメント同士の外周面には、段差がほとんどないことが好ましいが、移動時の荷重が大きくなるほどセグメントの位置調整の難易度が上昇する。それゆえ、成形型の組立作業が煩雑化することになる。
【００１４】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、複数のセグメントにより構成される成形型を用いる複合材料構造物の製造方法において、成形型の隣接するセグメント同士の間において良好なシール状態を実現しつつ、製造工程の煩雑化を抑制または回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る複合材料構造物の製造方法は、前記の課題を解決するために、熱硬化性樹脂組成物および繊維材料で少なくとも構成されるスキンを備える、中空状の複合材料構造物の製造方法であって、前記複合材料構造物の内側に位置し、複数のセグメントにより構成され、隣接する前記セグメント同士の側面が互いに結合されることにより、単一の構造体として保持される成形型を用い、前記成形型の外周面には、加熱硬化により前記スキンとなるプリプレグが積層され、前記プリプレグの積層後には、前記成形型の外側を密閉封止する真空バッグが形成され、隣接する前記セグメントの少なくとも一方の側面には、当該側面に設けられるシール溝に有端で線状のシール部材が挿入され、前記シール部材は、前記シール溝に挿入された状態で当該シール溝の底面に当接する部位をシール底部とし、当該シール底部に対向する部位をシール上部としたときに、前記シール上部には、前記シール溝に前記シール部材が挿入された状態で、少なくともその先端が当該シール溝の外側に突出する、リップ部が設けられているとともに、前記シール部材には、その内部に中空が形成されているか、または、少なくとも前記シール底部に凹部が形成されているものであり、複数の前記セグメントを前記構造体に組み立てるときには、隣接する前記セグメント同士の側面を互いに結合させて、一方の前記セグメントに設けられる前記シール部材を、他方の前記セグメントの側面によって横断面方向に押しつぶすことにより、当該セグメント間をシールし、前記真空バッグの内部を真空吸引しながら前記成形型全体のオートクレーブにより、前記プリプレグを加圧しながら加熱硬化する構成である。
【００１６】
前記構成によれば、隣接するセグメント同士の間に前記構成のシール部材を含むシール構造が設けられている。このシール部材は、リップ部を有するとともに中空または凹部を有しているとともに、有端の線状構成を有している。それゆえ、シール部材の横断面方向については、大きな荷重を加えることなく当該シール部材を圧縮してシール状態を形成できるとともに、長手方向については、オートクレーブ時の加熱により生ずる長手方向の膨張（線膨張）を、シール部材の両端部で容易に調整することができる。
【００１７】
これにより、隣接するセグメント同士の間においてより一層良好かつ安定したシール状態を実現できるので、成形型の外周面に真空バッグを形成したときに、当該真空バッグの内部を良好に真空吸引することができる。そのため、オートクレーブ時には、成形型の外側かつ真空バッグの内側でプリプレグを良好に加圧することができる。
【００１８】
しかも、セグメントの移動荷重の増大を抑制または回避できるため、成形型の組立時には、隣接するセグメント間の段差を良好に調整することができる。これにより成形型の外周面の精度が向上するので、良質なスキンを形成することができる。その結果、成形型の隣接するセグメント同士の間において良好なシール状態を実現しつつ、製造工程の煩雑化を抑制または回避することができる。
【００１９】
前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、前記複合材料構造物は、前記スキンに加えて骨格部材を備え、前記成形型の外周面には、前記骨格部材が取り付けられているとともに、その外側に前記プリプレグが積層され、さらに、前記プリプレグの外側には、当該プリプレグを覆うカールプレートが取り付けられている構成であってもよい。
【００２０】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、前記セグメントにおいて前記構造体の外周面を構成する面を、当該セグメントの表面としたときに、前記シール溝の両端部は、前記セグメントの表面に向かって折れ曲がっており、前記シール部材は、前記シール溝に挿入された状態では、当該シール溝のそれぞれの端部から当該シール部材のそれぞれの端部が前記セグメントの表面から露出する長さを有しており、前記シール部材を前記シール溝に挿入した後に、当該シール部材のそれぞれの端部を、前記セグメントの表面近傍で切断し、その後に、前記セグメントの表面から前記シール部材の端部が露出しないように押さえ付ける端部押さえ部材を、前記セグメントに固定する構成であってもよい。
【００２１】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、前記シール部材の端部は、前記セグメントの表面近傍で切断された後に、接着部材により覆われるように当該表面に接着され、その後に、前記端部押さえ部材により押さえ付けられる構成であってもよい。
【００２２】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、複数の前記セグメントは、一対の環状保持部材に固定されて前記構造体として保持されている構成であってもよい。
【００２３】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、複数の前記セグメントには、その側面に前記シール溝が設けられているものと、前記シール溝がもうけられていないものとが含まれている構成であってもよい。
【００２４】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、前記セグメントにおいて前記構造体の外周面を構成する面を、当該セグメントの表面としたときに、前記セグメントは、前記表面を上側として水平に配置させたときに、その両側面が、水平方向または水平方向に対して上側に傾斜する方向に面している形状を有する第一セグメントと、前記表面を上側として水平に配置させたときに、その両側面が水平方向に対して下側に傾斜する方向に面している形状を有する前記第二セグメントと、の２種類で構成され、前記環状保持部材に対して、先に前記第二セグメントを１個置きに固定してから、これら第二セグメントの間にそれぞれ前記第一セグメントを挿入し、互いの側面を結合することにより、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを交互に配列し、前記シール溝は、前記第一セグメントの側面のみに設けられている構成であってもよい。
【００２５】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの前記表面には、前記骨格材料を嵌入させる複数の凹部が形成され、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントに対して、前記骨格材料を取り付けてから、これらセグメントを前記環状保持部材に固定する構成であってもよい。
【００２６】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、前記リップ部は、前記シール上部の法線方向に沿って突出しているか、または、前記シール上部の法線方向に対して傾斜するように突出しているとともに、前記シール部材の横断面における前記シール上部の幅および前記シール底部の幅は、いずれか一方が他方よりも大きい構成であってもよい。
【００２７】
また、前記構成の複合材料構造物の製造方法においては、前記凹部は、さらに前記シール上部における前記リップ部に隣接した位置に形成されている構成であってもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明では、以上の構成により、複数のセグメントにより構成される成形型を用いる複合材料構造物の製造方法において、成形型の隣接するセグメント同士の間において良好なシール状態を実現しつつ、製造工程の煩雑化を抑制または回避することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る複合材料構造物の製造方法に用いられる成形型の構成の一例を示す模式的斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す成形型に含まれるマンドレルの構成の一例を示す模式的端面図である。
【図２】（Ａ）は、図１（Ａ），（Ｂ）に示す成形型の円筒状構造体を形成する第一セグメントの構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す第一セグメントを端部から見た平面図である。
【図３】（Ａ）は、図１（Ａ），（Ｂ）に示す成形型の円筒状構造体を形成する第二セグメントの構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す第二セグメントを端部から見た平面図である。
【図４】図１（Ａ）に示す成形型を組み立てる状態の一例を示す模式的斜視図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、図４に示す成形型の組み立ての具体的な工程を示す模式図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、図４に示す成形型の組み立ての具体的な工程であり、図５（Ａ）〜（Ｄ）に続く工程を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る複合材料構造物の製造方法の一例を示す工程図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す複合材料構造物製造用成形型を用いて円筒状の複合材料構造物を製造する過程の一部を、第一セグメントの一方の端部を挙げて模式的に示す、成形型の部分断面図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す複合材料構造物製造用成形型に適用される、本発明に係るシール構造の一例を示す、成形型の部分断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｆ）は、図９（Ａ）または（Ｂ）に示すシール構造が備えるシール部材の代表的な一例を示す横断面図である。
【図１１】（Ａ）は、図９（Ａ）または（Ｂ）に示すシール構造が備える、シール端部押さえ部材を取り付ける前の状態を示す、第一セグメントの部分斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す第一セグメントの部分にシール端部押さえ部材を取り付けた状態を示す、第一セグメントの部分斜視図である。
【図１２】（Ａ）〜（Ｄ）は、図９（Ｂ）に示すシール構造を構築する過程を示す、模式的工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００３１】
［複合材料構造物製造用成形型］
まず、本開示に係る複合材料構造物の製造方法に用いられる成形型の一例について、図１（Ａ），（Ｂ）〜図４を参照して説明する。
【００３２】
図１（Ａ）に示すように、本実施の形態に係る成形型１０は、単一の円筒状構造体（円筒状部材）であるマンドレル１１と、その両端に位置する一対のサポートリング１２とから少なくとも構成されている。マンドレル１１は、３個の第一セグメント２０および３個の第二セグメント３０の合計６個のセグメントが、互いにその側面で結合されることにより形成されている。図１（Ｂ）に模式的に示すように、マンドレル１１においては、第一セグメント２０と第二セグメント３０とが交互に結合されている。このマンドレル１１の両端はサポートリング１２によりそれぞれ支持されている。これによって６個のセグメント２０および３０が円筒状に保持されることになる。
【００３３】
図１（Ａ）に示すように、それぞれのセグメント２０および３０の両端部の表面には、複数の真空吸引孔１３が設けられている。さらに、互いに隣接するセグメント２０および３０において、その両端部周縁の表面の間には、シール溝２５の端部が露出している。このシール溝２５の内部には、後述するシール部材が挿入されている。また、図１（Ｂ）において点線で囲んだ部位Ｐｓは、本開示に係る成形型１０のシール構造が設けられる位置であり、第一セグメント２０および第二セグメント３０が側面で結合された位置に相当する。本開示に係るシール構造には、図１（Ａ）に示すシール溝２５が含まれる。このシール構造については後述する。
【００３４】
マンドレル１１の外周面には、両端部周縁を除いて、ストリンガを装着するための溝状凹部が形成されている。なお、図１（Ａ）、並びに、マンドレル１１、セグメント２０および３０を図示する他の図面では、マンドレル１１の構成、あるいは、セグメント２０および３０の構成を明確に図示する便宜上、溝状凹部の記載を省略している。
【００３５】
なお、マンドレル１１の断面形状、すなわち、第一セグメント２０の端面および第二セグメント３０の端面で形成される、マンドレル１１の端面の形状は、円環状であれば特に限定されない。本実施の形態では、成形型１０を用いて製造される複合材料構造物が、例えば航空機の胴体を構成するワンピースバレル（ＯＰＢ）であれば、マンドレル１１の端面の形状完全な円形（真円形）ではなく楕円形となっている。もちろん、マンドレル１１の断面形状は、製造される複合材料構造物の形状に合わせて真円形であってもよい。
【００３６】
また、マンドレル１１の端面形状（あるいは断面形状）が楕円形であるということは、セグメント２０および３０のそれぞれの形状は、それぞれ微妙に異なるものとなっている。すなわち、マンドレル１１の断面形状（端面の形状）が真円形であれば、３個の第一セグメント２０は、いずれもセグメント表面２１が等しい曲率を有するため、同一形状とすることができ、同様に３個の第二セグメント３０も同一の形状とすることができる。しかしながら、マンドレル１１の断面形状が楕円形であれば、例えば、図１（Ｂ）に示すマンドレル１１においては、図中上部の第一セグメント２０および下部の第二セグメント３０と、それ以外の部位の第一セグメント２０または第二セグメント３０とは、互いに表面の曲率が異なるため、同一形状にはならない。
【００３７】
一対のサポートリング１２は、前記の通り、マンドレル１１の両端を支持するが、このサポートリング１２は、いずれも真円形の環状であって、互いに対向する面が、マンドレル１１の端面を固定する固定面となっている。固定面には、固定されるセグメント２０および３０のそれぞれに対応するように、図示しない固定部材が設けられている。なお、サポートリング１２の形状は、回転可能であれば真円形でなくてもよく、例えば楕円形であってもよい。
【００３８】
第一セグメント２０は、図２（Ａ）に示すように、全体が矩形平板状の構成を有している。第一セグメント２０において、マンドレル１１の外周面を構成する面を「セグメント表面２１」としたときに、このセグメント表面２１は凸状の曲面（凸面状あるいは凸曲面）となっている。また、第一セグメント２０における両端部周縁の面を「セグメント端部表面２２」としたときに、このセグメント端部表面２２には真空吸引孔１３が設けられている。
【００３９】
さらに、第一セグメント２０において、隣接する第二セグメント３０に結合される面を「セグメント側面２３」としたときに、セグメント表面２１を上側として水平に配置させた状態では、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、セグメント側面２３には、当該セグメント側面２３の長手方向に沿ってシール溝２５が設けられている。このシール溝２５の両端部は、本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように、セグメント端部表面２２に向かって折れ曲がっている。
【００４０】
なお、第一セグメント２０において、マンドレル１１の端面を構成する面を「セグメント端面２４」とすれば、シール溝２５は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、セグメント端面２４から確認することができない。それゆえ、図２（Ｂ）では、シール溝２５を破線で図示している。また、第一セグメント２０のセグメント側面２３には、当該セグメント側面２３を第二セグメント３０の側面に結合するために、図示しない結合部材が設けられており、セグメント端面２４には、当該セグメント端面２４をサポートリング１２に固定するために、図示しない固定部材が設けられている。
【００４１】
第一セグメント２０においては、両方のセグメント側面２３は、水平方向に面しているか、または、水平方向に対して上側に傾斜する方向に面している。本実施の形態では、例えば、図２（Ｂ）に示すように、セグメント側面２３は、その法線方向が、水平方向の上側に傾斜した方向に向かっている。
【００４２】
後述するように、本実施の形態では、マンドレル１１を円筒形に組み立てるときに、先に第二セグメント３０が一対のサポートリング１２に固定され、その後に、一対の第二セグメント３０の間に、第一セグメント２０が下から上に向かって嵌め込まれて固定される。したがって、第一セグメント２０のセグメント側面２３は、嵌め込みを妨げないように、その法線方向が水平方向（図２（Ｂ）の矢印Ａｒ１方向）に向かうように（水平方向を向くように）形成されていればよい。言い換えれば、第一セグメント２０を水平に配置させたときには、セグメント側面２３は、垂直方向（図２（Ｂ）の一点鎖線に沿った方向）に沿った位置となっている。
【００４３】
ここで、マンドレル１１は、当該マンドレル１１を含む成形型１０を用いて円筒状の複合材料構造物（例えばＯＰＢ）を成形した後、当該複合材料構造物を成形型１０から脱型することになる。この脱型は、マンドレル１１を解体することにより行われる。マンドレル１１の解体は、マンドレル１１の組み立てとは逆の順序で行われる。したがって、第一セグメント２０は、一対の第二セグメント３０の間から引き抜かれることになる。
【００４４】
そこで、第一セグメント２０のセグメント側面２３は、図２（Ｂ）に示すように、セグメント側面２３の法線方向が上側（セグメント表面２１側）に傾斜（図２（Ｂ）の矢印Ａｒ２方向）するように形成されていることが好ましい。法線方向が上側に傾斜しているということは、セグメント側面２３が上側に向くように傾斜しているということができる。言い換えれば、セグメント側面２３は、当該セグメント側面２３の裏側の縁が表側の縁よりも外側に広がるように傾斜しているということができる。このようなセグメント側面２３の傾斜は、第一セグメント２０のセグメント側面２３に「抜き勾配」を形成することになるので、第一セグメント２０を一対の第二セグメント３０の間から引き抜きやすくなることから、マンドレル１１を解体しやすくすることができる。
【００４５】
なお、セグメント側面２３の傾斜角（抜き勾配角度）は特に限定されず、マンドレル１１および成形型１０の具体的な形状または寸法等に応じて好適な角度が適宜設定される。例えば、本実施の形態では、８〜１２°の範囲、好ましくは約１０°の角度であればよい。また、対向するセグメント側面２３の双方が同じ角度で傾斜してもよいし、異なる角度で傾斜してもよい。
【００４６】
第二セグメント３０は、図３（Ａ）に示すように、第一セグメント２０と同様に、全体が矩形平板状の構成を有している。第二セグメント３０において、マンドレル１１の外周面を構成する面を「セグメント表面３１」としたときに、このセグメント表面３１も第一セグメント２０のセグメント表面２１と同様に、凸状の曲面となっている。また、第一セグメント２０と同様に、第二セグメント３０における両端部周縁の面を「セグメント端部表面３２」としたときに、このセグメント端部表面３２には真空吸引孔１３が設けられている。
【００４７】
さらに、第二セグメント３０において、隣接する第一セグメント２０に結合される面を「セグメント側面３３」としたときに、両方のセグメント側面３３は水平方向に対して下側に傾斜する方向に面している形状を有している。つまり、第二セグメント３０の裏側からセグメント表面３１に向かって、その幅が広がるように、両方のセグメント側面３３が傾斜している。
【００４８】
後述するように、本実施の形態では、マンドレル１１を円筒形に組み立てるときには、先に一対のサポートリング１２に第二セグメント３０が固定され、その後に、各第二セグメント３０，３０の間に第一セグメント２０が嵌め込まれる。したがって、先に固定された第二セグメント３０は、第一セグメント２０の嵌め込みを妨げないように、その裏側の面積が小さくなっていることが好ましい。それゆえ、第二セグメント３０の両方のセグメント側面３３は、その法線方向が下側（図３（Ｂ）の矢印Ａｒ３方向）に向かうように、言い換えれば、セグメント側面３３が下側に向かって傾斜するように形成されていると好ましい。
【００４９】
また、セグメント側面３３には、当該セグメント側面３３を第一セグメント２０のセグメント側面２３と結合するために、図示しない結合部材が設けられている。第二セグメント３０において、マンドレル１１の端面を構成する面を「セグメント端面３４」とすれば、このセグメント端面３４には、第一セグメント２０のセグメント端面２４と同様に、当該セグメント端面３４をサポートリング１２に固定するために、図示しない固定部材が設けられている。
【００５０】
第二セグメント３０のセグメント側面３３には、セグメント表面３１につながる縁部がそれぞれのセグメント側面３３よりも外側に突出した庇部３５が設けられている。したがって、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、第二セグメント３０をセグメント表面３１から見れば、下側を向いているセグメント側面３３は、庇部３５によって完全に隠れた状態となる。
【００５１】
なお、セグメント側面３３が下側へ傾斜する程度、および、庇部３５が突出する程度は、特に限定されず、マンドレル１１の具体的構成、第二セグメント３０そのものの具体的構成、あるいは、第二セグメント３０に結合する第一セグメント２０の具体的構成に応じて適宜設定される。
【００５２】
また、図３（Ｂ）に示すように、庇部３５の端面は、セグメント側面３３の一部を構成している。したがって、第二セグメント３０においては、セグメント側面３３は、第二セグメント３０の本体側面と、この本体側面から突出する庇部３５の端面との２段構成になっている。しかしながら、セグメント側面３３の具体的な構成は特に限定されず、段差のない単一面で構成されてもよいし３段以上の構成であってもよい。
【００５３】
本実施の形態では、セグメント側面３３のうち庇部３５の端面が第一セグメント２０のセグメント側面２３の一部に結合するよう構成されている（図１（Ｂ）の部位Ｐｓ参照）。庇部３５の端面が結合するセグメント側面２３の一部には後述するシール構造が設けられている。それゆえ、隣接するセグメント２０および３０においては、セグメント側面２３およびセグメント側面３３が全面的に当接する構成に限定されず、本実施の形態のように、互いに一部同士が当接するよう構成されてもよい。
【００５４】
ここで、図２（Ｂ）に示す第一セグメント２０、および、図３（Ｂ）に示す第二セグメント３０では、その裏面が平坦な面として図示されているが、第一セグメント２０および第二セグメント３０の具体的な構成はこれに限定されず、平坦な裏面を有さず、各セグメント２０および３０を構成するための骨格構造等の内部構成が露出する構成であってもよい。マンドレル１１においては、外周面ができる限り円滑な面であることが好ましいため、当該外周面を構成するセグメント表面２１およびセグメント表面３１が円滑な曲面となっていればよく、セグメント表面２１またはセグメント表面３１から見て裏側には平坦な面が形成されている必要性はない。
【００５５】
また、第一セグメント２０のセグメント表面２１および第二セグメント３０のセグメント表面３１は、マンドレル１１の外周面となる。それゆえ、前述したように、セグメント端部表面２２またはセグメント端部表面３２（両端部周縁）を除いて、ストリンガを装着するための溝状凹部が形成されている。さらに、セグメント表面２１およびセグメント表面３１の少なくとも一方には、複合材料構造物の種類に応じて、扉枠部、窓枠部等の枠部が形成されている。なお、図２（Ａ），図２（Ｂ）並びに図３（Ａ），図３（Ｂ）では、説明の便宜上、溝状凹部または枠部の記載を省略している。
【００５６】
［成形型の組立て］
次に、前述した構成の成形型１０について、複数のセグメント２０および３０をマンドレル１１に組み立てる方法（成形型１０の組立方法）の一例について、図４〜図６（Ｄ）を参照して具体的に説明する。
【００５７】
まず、成形型１０（図１（Ａ）参照）は、前記の通り、６個のセグメント２０および３０をサポートリング１２に固定することにより、単一の円筒状構造体であるマンドレル１１に組み立てられる。
【００５８】
６個のセグメント２０および３０に対しては、マンドレル１１に組み立てられる前に、複合材料構造物を構成する部品の一部が予め取り付けられる。例えば、セグメント２０および３０には、前述したように、セグメント表面２１または３１に図示しない溝状凹部が設けられているので、この溝状凹部にストリンガ等のスティフナが取り付けられる。このような部品の取付けが完了すれば、これらセグメント２０および３０を組み立ててマンドレル１１を構築する。
【００５９】
図４に示すように、一対のサポートリング１２は、それぞれクレードル４１（マンドレル支持構造体）によって直立した状態で回転可能に支持されている。クレードル４１は、サポートリング１２を回転させるために複数の支持ローラを備えている。一対のクレードル４１により一対のサポートリング１２がそれぞれ支持される。
【００６０】
後述するように、マンドレル１１は、６個のセグメント２０および３０を組み立てることにより形成される。この組み立て時にクレードル４１によりサポートリング１２を回転させる。これにより、各セグメント２０および３０がそれぞれ異なる動きでサポートリング１２に固定するのではなく、下から上へ持ち上げるという同一の動きで固定することができる。
【００６１】
これらサポートリング１２の間であり、かつ、環状のサポートリング１２の中空に相当する位置に、プレシジョンレール４２（マンドレル組立分解装置）が配置される。プレシジョンレール４２は、６個のセグメント２０および３０をそれぞれサポートリング１２に固定して組み立てるための組立装置であり、図４に示すように、ジャッキ部４３レール本体４４等を備えている。ジャッキ部４３は、その上側に第一セグメント２０または第二セグメント３０を１個ずつ載置して、１２時方向すなわち上側に持ち上げるものである。レール本体４４は、ジャッキ部４３等を支持し、またジャッキ部４３を駆動する駆動機構等を含むものである。
【００６２】
次に、６個のセグメント２０および３０を一対のサポートリング１２に１個ずつ固定し、マンドレル１１を組み立てる方法について具体的に説明する。
【００６３】
本実施の形態では、前述した３個の第一セグメント２０および３個の第二セグメント３０を交互に結合して、それぞれのセグメント表面２１およびセグメント表面３１を外側に向けて環状に組み合わせることにより、単一の円筒状のマンドレル１１が構成される。そこで、説明の便宜上、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）並びに図６（Ａ）〜図６（Ｄ）においては、３個の第一セグメント２０それぞれを、１番目の第一セグメント２０ａ、２番目の第一セグメント２０ｂ、および３番目の第一セグメント２０ｃとし、３個の第二セグメント３０それぞれを、１番目の第二セグメント３０ａ、２番目の第二セグメント３０ｂ，および３番目の第二セグメント３０ｃとする。
【００６４】
まず、図５（Ａ）に示すように、１番目の第二セグメント３０ａは、レール本体４４の上に位置するジャッキ部４３に載置され、ジャッキ部４３が動作することにより１２時方向（垂直上方向、図中矢印Ｌｆ）に持ち上げられ、サポートリング１２の上側の位置にまで達する。ここで、第二セグメント３０ａのセグメント端面３４（図３（Ａ），図３（Ｂ）参照）およびサポートリング１２の固定面には図示しない固定部材が設けられている。これにより、図５（Ｂ）に示すように、一対のサポートリング１２の間で、１番目の第二セグメント３０ａが固定されて支持される。
【００６５】
次に、図５（Ｂ）の矢印Ｒｔ１に示すように、一対のサポートリング１２が約１２０°回転することにより、図中上側の位置に固定された１番目の第二セグメント３０ａは、図５（Ｃ）に示すように、図中向かって左下側の位置に移動する。この状態で、２番目の第二セグメント３０ｂをジャッキ部４３に載置し（図５（Ａ）参照）、ジャッキ部４３を動作させて、第二セグメント３０ｂを上昇移動させる。第二セグメント３０ｂのセグメント端面３４（図３（Ａ），図３（Ｂ）参照）およびサポートリング１２の固定面には図示しない固定部材が設けられている。これにより、図５（Ｃ）に示すように、一対のサポートリング１２の間で、２番目の第二セグメント３０ｂが固定されて支持される。
【００６６】
次に、図５（Ｃ）の矢印Ｒｔ１に示すように、一対のサポートリング１２が約１２０°回転することにより、図中上側の位置に固定された２番目の第二セグメント３０ｂは、図５（Ｄ）に示すように、図中向かって左下側の位置に移動し、１番目の第二セグメント３０ａは、図中向かって右下側の位置に移動する。この状態で、３番目の第二セグメント３０ｃをジャッキ部４３に載置し（図５（Ａ）参照）、ジャッキ部４３を動作させて、第二セグメント３０ｃを上昇移動させる。第二セグメント３０ｃのセグメント端面３４（図３（Ａ），図３（Ｂ）参照）およびサポートリング１２の固定面には図示しない固定部材が設けられている。これにより、図５（Ｄ）に示すように、一対のサポートリング１２の間で、３番目の第二セグメント３０ｃが固定されて支持される。
【００６７】
３番目の第二セグメント３０ａがサポートリング１２に固定された後には、矢印Ｒｔ２に示すように、サポートリング１２が約６０°回転する。第二セグメント３０ａ〜３０ｃを先に固定するときには、これら第二セグメント３０ａ〜３０ｃを、サポートリング１２における１個置きの固定位置に固定するため、一対のサポートリング１２は、セグメント２個分の固定位置に相当する１２０°の回転角度で回転させる必要があったが、この工程では、異なる種類の第一セグメント２０ａ〜２０ｃを固定するため、回転角度は、セグメント１個分の６０°となる。
【００６８】
これにより、図６（Ａ）に示すように、図中上側の位置に固定された３番目の第二セグメント３０ｃは、図中向かって左上側の位置に移動し、２番目の第二セグメント３０ｂは、図中下側の位置に移動し、１番目の第二セグメント３０ａは、図中向かって右上側の位置に移動する。それゆえ、この状態では、サポートリング１２における図中上側の位置には何も固定されていない。
【００６９】
そこで、図６（Ａ）に示すように、１番目の第一セグメント２０ａが、ジャッキ部４３に載置され、図中矢印Ｌｆで示す１２時方向に持ち上げられ、一対のサポートリング１２の上側の位置にまで達する。この状態では、図６（Ｂ）に示すように、１番目の第一セグメント２０ａは、３番目の第二セグメント３０ｃおよび１番目の第二セグメント３０ａの間に挿入されることになる。
【００７０】
ここで、第一セグメント２０ａ〜２０ｃの両方のセグメント側面２３には、シール溝２５およびこのシール溝２５に挿入されるシール部材２６が設けられている。すなわち、第一セグメント２０ａ〜２０ｃのセグメント側面２３には、隣接するセグメント２０および３０の間をシールするシール構造が設けられている。このシール構造では、後述するように、大きな移動荷重を必要とせずにシール部材２６を横断面方向に押しつぶすことができるので、隣接するセグメント２０および３０の間で容易にシール状態を実現することができる。
【００７１】
さらに、１番目の第一セグメント２０ａのセグメント端面２４（図２（Ａ），図２（Ｂ）参照）およびサポートリング１２の固定面には図示しない固定部材が設けられている。これにより、図６（Ｂ）に示すように、一対のサポートリング１２の間に１番目の第一セグメント２０ａが固定される。また、第一セグメント２０ａ〜２０ｃの両方のセグメント側面２３、並びに、第二セグメント３０ａ〜３０ｃの両方のセグメント側面３３には、図示しない結合部材が設けられている。これにより、３番目の第二セグメント３０ｃと１番目の第一セグメント２０ａが互いに結合され、１番目の第二セグメント３０ａと１番目の第一セグメント２０ａが互いに結合される。
【００７２】
次に、図６（Ｂ）の矢印Ｒｔ１に示すように、一対のサポートリング１２が約１２０°回転することにより、図中上側の位置に固定された１番目の第一セグメント２０ａは、図６（Ｃ）に示すように、図中向かって左下側の位置に移動する。この状態では、サポートリング１２における図中上側の位置は、１番目の第二セグメント３０ａと２番目の第二セグメント３０ｂとの間となるため、何も固定されていない。そこで、２番目の第一セグメント２０ｂをジャッキ部４３に載置し（図６（Ａ）参照）、ジャッキ部４３を動作させて、第一セグメント２０ｂを１２時方向に上昇移動させる。これにより第一セグメント２０ｂは、一対のサポートリング１２の上側の位置にまで達する。
【００７３】
この状態では、図６（Ｃ）に示すように、２番目の第一セグメント２０ｂは、１番目の第二セグメント３０ａおよび２番目の第二セグメント３０ｂの間に挿入される。これらセグメント２０および３０の間は、前記の通り、シール溝２５およびシール部材２６を含むシール構造によりシール状態が実現されている。また、前述したように、図示しない固定部材および結合部材により、２番目の第一セグメント２０ｂは、一対のサポートリング１２の間で固定されるとともに、１番目の第二セグメント３０ａおよび２番目の第二セグメント３０ｂに結合される。
【００７４】
次に、図６（Ｃ）の矢印Ｒｔ１に示すように、一対のサポートリング１２が約１２０°回転することにより、図中上側の位置に固定された２番目の第一セグメント２０ｂは、図６（Ｄ）に示すように、図中向かって左下側の位置に移動し、１番目の第一セグメント２０ａは、図中向かって右下側の位置に移動する。この状態では、サポートリング１２における図中上側の位置は、２番目の第二セグメント３０ｂと３番目の第二セグメント３０ｃとの間となるため、何も固定されていない。そこで、３番目の第一セグメント２０ｃをジャッキ部４３に載置し（図６（Ａ）参照）、ジャッキ部４３を動作させて、第一セグメント２０ｃを１２時方向に上昇移動させる。これにより第一セグメント２０ｃは、一対のサポートリング１２の上側の位置にまで達する。
【００７５】
この状態では、図６（Ｄ）に示すように、３番目の第一セグメント２０ｃは、２番目の第二セグメント３０ｂおよび３番目の第二セグメント３０ｃの間に挿入され、これらセグメント２０および３０の間は、シール溝２５およびシール部材２６を含むシール構造によりシール状態が実現されている。また、前述したように、図示しない固定部材および結合部材により、３番目の第一セグメント２０ｃは、一対のサポートリング１２の間で固定されるとともに、２番目の第二セグメント３０ｂおよび３番目の第二セグメント３０ｃに結合される。
【００７６】
これによって、全ての第一セグメント２０ａ〜２０ｃがサポートリング１２に固定されるとともに、全てのセグメント２０ａ〜２０ｃおよび３０ａ〜３０ｃが互いに結合されて保持されたことになる。その結果、図１（Ａ）に示すように、サポートリング１２に保持されたマンドレル１１から構成される成形型１０の組み立てが完成する。
【００７７】
［複合材料構造物の製造方法］
次に、前述したように組み立てられる成形型１０を用いて複合材料構造物を成形する（製造する）方法の一例について、図７〜図８（Ｃ）を参照して具体的に説明する。
【００７８】
本開示に係る複合材料構造物の製造方法で製造される複合材料構造物は、前述したように、例えばＯＰＢ等の円筒状のもの、代表的には航空機を構成する構造物を挙げることができる。複合材料構造物を構成する材料は特に限定されないが、一般的には、マトリクス材料および繊維材料であればよい。マトリクス材料としては熱硬化性樹脂、または、熱硬化性樹脂に他の材料または添加剤等を配合した熱硬化性樹脂組成物であればよい。さらに、複合材料構造物には、熱硬化性樹脂（または熱硬化性樹脂組成物）および繊維材料以外の材料が含まれてもよい。
【００７９】
具体的な熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられるが特に限定されない。これら樹脂は単一種類のみを用いてもよいし、複数種類を適宜組み合わせて用いてもよい。代表的には、エポキシ樹脂が好適に用いられる。また、これら熱硬化性樹脂のより具体的な化学構造も特に限定されず、公知の種々のモノマーが重合されたポリマーであってもよいし、複数のモノマーが重合されたコポリマーであってもよい。また、平均分子量、主鎖および側鎖の構造等についても特に限定されない。
【００８０】
具体的な繊維材料としては、例えば、炭素繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維等が挙げられるが特に限定されない。代表的には、高強度かつ高剛性である炭素繊維が好適に用いられる。これら繊維材料の形状、長さ、直径等の諸条件についても特に限定されず、複合材料構造物に好適な諸条件を適宜選択することができる。これら繊維材料は１種類のみを用いてもよいし２種類以上を適宜組み合わせて用いてもよい。さらに、これら繊維材料は、組物、織物、編物等として構成されてもよい。
【００８１】
本開示に係る複合材料構造物の製造方法は、前述した構成の成形型１０を用いて、当該成形型１０の外周面に、前記の複合材料構造物を成形する。その具体的な工程は特に限定されないが、本実施の形態では、例えば、図７に示すような１０工程を含む製造方法を挙げて具体的に説明する。
【００８２】
まず、組立て前のセグメント２０および３０（図２（Ａ），（Ｂ）および図３（Ａ），（Ｂ）参照）に対して前処理を行う（前処理工程Ｐ０１）。前処理の具体的な内容は特に限定されないが、例えば、セグメント表面２１またはセグメント表面３１を洗浄し、成形後の複合材料構造物を脱離しやすくするために離型処理を行う。
【００８３】
次に、セグメント表面２１またはセグメント表面３１に対して、複合材料構造物の構成部品を取り付ける（構成部品取付工程Ｐ０２）。構成部品としては、複合材料構造物の骨格部材（スティフナ）であるストリンガおよびフレーム、並びに、複合材料構造物の最内層等が挙げられる。なお、本実施の形態では、ストリンガおよびフレームは複合材料製である。
【００８４】
例えば、前述したように、セグメント表面２１およびセグメント表面３１には、ストリンガを装着するために図示しない溝状凹部が形成されている。この溝状凹部に対しては、前処理工程で洗浄処理および離型処理等が施されており、構成部品であるストリンガが取り付けられる。ストリンガは、中空状の複合材料構造物の軸方向に沿って設けられる骨格部材であり、セグメント表面２１およびセグメント表面３１の長手方向に沿って設けられる溝状凹部に装着される。このストリンガに対して直交するようにフレームが取り付けられる。フレームは、複合材料構造物の円周方向に沿って設けられる骨格部材である。これらストリンガおよびフレームは公知の結合部材により結合され、これらの外側に最内層が積層される。
【００８５】
次に、第一セグメント２０のセグメント側面２３に対して、後述するシール構造を形成するように準備がなされる（シール構造準備工程Ｐ０３）。具体的には、セグメント側面２３には、シール溝２５が形成されているので（図２（Ａ），（Ｂ）参照）、このシール溝２５に対して後述するシール部材を挿入する。ここで、このシール部材は、有端の線状であり、その長さは、両端部がシール溝２５から露出する程度となっている。そこで、後述するように、挿入されているシール部材に対して端部処理が行われる。
【００８６】
次に、６個のセグメント２０および３０を前述したようにマンドレル１１に組み立てる（図４〜図６（Ｄ）参照、マンドレル組立工程Ｐ０４）。このとき、１個置きにサポートリング１２に固定された第二セグメント３０の間に、第一セグメント２０を下から挿入することで、互いに隣接するセグメント２０および３０において、セグメント側面２３とセグメント側面３３とが互いに結合することになる。このとき、セグメント側面２３のシール溝２５に挿入されているシール部材は、セグメント側面３３によって横断面方向に押しつぶされる。これにより、後述するシール構造が形成され、隣接するセグメント２０および３０の間がシールされる。
【００８７】
次に、組み立てられたマンドレル１１（成形型１０）の外周面に対しては、図８（Ａ）に示すように、プリプレグ５０を積層する（プリプレグ積層工程Ｐ０５）。プリプレグ５０は、加熱硬化によりスキンとなる中間基材であり、本実施の形態では、炭素繊維等の繊維材料に対してエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂（または熱硬化性樹脂組成物）を含浸させ、半硬化状態（Ｂステージ）としたものである。プリプレグ５０の積層方法は特に限定されないが、代表的には、積層ローラを備える自動積層機により、マンドレル１１を回転させながらプリプレグ５０を貼付することにより積層される。
【００８８】
なお、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）では、マンドレル１１を構成する第一セグメント２０の端部断面の一部を模式的に図示しているが、第二セグメント３０も、基本的には図８（Ａ）〜図８（Ｃ）と同様の構成を有している。それゆえ、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照して説明する第一セグメント２０の構成は、特に断りの無い限り第二セグメント３０にも当てはまる。
【００８９】
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に模式的に示すように、セグメント表面２１はマンドレル１１の外周面を構成するので、プリプレグ５０はセグメント表面２１に積層されることになる。また、第一セグメント２０のセグメント端面２４は、前記の通り固定部材１６により固定されている。さらに、第一セグメント２０には、前記の通り、セグメント端部表面２２に真空吸引孔１３が設けられている。また、サポートリング１２には、破線で模式的に示すように、真空吸引配管１４が設けられている。
【００９０】
プリプレグ５０の積層が完了すれば、マンドレル１１（成形型１０）の外周面に真空バッグを形成する（真空バッグ形成工程Ｐ０６）。真空バッグは、成形型１０の外側を密閉封止するものであり、例えば、図８（Ｂ）に示すように、プリプレグ５０全体を覆うようにバギングフィルム５２を被せ、当該バギングフィルム５２の周縁部を接着部材５３（例えばタッキーテープ等）で密封することで形成される。したがって、真空バッグは、マンドレル１１（成形型１０）の外周面とバギングフィルム５２とによって構成される。このとき、バギングフィルム５２は、プリプレグ５０が積層されたセグメント表面２１（マンドレル１１の外周面）だけでなく、セグメント端部表面２２のうち真空吸引孔１３が設けられている領域まで覆っている。
【００９１】
ここで、プリプレグ５０の外側には、当該プリプレグ５０を覆うカールプレート５１が取り付けられている。カールプレート５１は、複合材料構造物の外側に平滑面を形成するための治具である。バギングフィルム５２は、カールプレート５１の外側からプリプレグ５０を覆っているので、カールプレート５１は、真空バッグの内部に位置していることになる。
【００９２】
真空バッグの形成後には、成形型１０はオートクレーブ内に収容される。そして、真空バッグの内部を真空吸引しながら成形型１０全体に対して所定の温度および所定の圧力を加えることでプリプレグ５０の硬化処理が施される（オートクレーブ工程Ｐ０７）。オートクレーブに収容される前には、図８（Ｃ）に示すように、第一セグメント２０の裏面から真空吸引孔１３に接続ホース１５の一端が接続される。接続ホース１５の他端は、サポートリング１２に設けられる真空吸引配管１４に接続される。これにより、真空バッグ内は、図８（Ｃ）のブロック矢印Ｖｃで示すように、真空吸引孔１３を介して真空吸引可能となる。
【００９３】
オートクレーブに収容された硬化処理が開始されれば、図８（Ｃ）のブロック矢印Ｐｒで示すように、マンドレル１１の外側から真空バッグに対してオートクレーブによる所定の圧力が加えられるとともに、所定の温度で加熱される。前記の通り真空バッグ内は真空吸引されているので、プリプレグ５０が加熱されながら圧縮される。
【００９４】
半硬化状態（Ｂステージ）にある熱硬化性樹脂は、加熱により一旦軟化し、その後、さらに加熱を継続することで完全硬化する（Ｃステージ）。前述したように、真空バッグは、マンドレル１１の外周面とバギングフィルム５２により構成されているので、積層されたプリプレグ５０の内周面はマンドレル１１の外周面に当接し、プリプレグ５０の外周面はカールプレート５１に当接している。オートクレーブ中には、バギングフィルム５２の外側から加圧された状態でプリプレグ５０が加熱されるので、カールプレート５１によりマンドレル１１の外周面に対して圧力が加えられた状態で、プリプレグ５０の熱硬化性樹脂が硬化する。
【００９５】
ここで、マンドレル１１は、複数のセグメント２０および３０が結合することにより構成されているので、マンドレル１１の外周面は、第一セグメント２０のセグメント表面２１と第二セグメント３０のセグメント表面３１とが連続して構成されている。隣接する第一セグメント２０および第二セグメント３０の間には、シール構造準備工程Ｐ０３およびマンドレル組立工程Ｐ０４により、後述するシール構造が形成されており、良好なシール状態が実現されている。それゆえ、真空バッグの内部も良好な真空状態となるので、オートクレーブの圧力がプリプレグ５０に良好に掛かることになる。
【００９６】
これにより、マンドレル１１の外周面に設けられた骨格部材（スティフナ）と、プリプレグ５０が硬化してなるスキンとが強固に密着して一体化され、複合材料構造物が成形される。したがって、複合材料構造物の内周面は、マンドレル１１の外周面により一体的な平滑面として形成され、複合材料構造物の外周面はカールプレート５１により一体的な平滑面として形成されることになる。
【００９７】
硬化処理が終了すれば、オートクレーブから成形型１０を搬出し、デバッグ処理が行われる（デバッグ処理工程Ｐ０８）。デバッグ処理としては、例えば、バギングフィルム５２の取外しと、カールプレート５１の取外しが行われる。その後、マンドレル１１に支持された状態で複合材料構造物に対してトリミングおよび穴開けが行われる（トリミング工程Ｐ０９）。その後、複合材料構造物から成形型１０が脱型される。この脱型は、マンドレル１１を解体することによって行われる（マンドレル分解工程Ｐ１０）。その解体方法は、前述した組み立て方法の逆の工程を経るものであり、先に第一セグメント２０ａ〜２０ｃを１個ずつ下方に引き抜いて複合材料構造物の内側から取り外して除去し、その後に第二セグメント３０ａ〜３０ｃを１個ずつ下方に移動させて複合材料構造物の内側から取り外せばよい。このようにして複合材料構造物が製造される。
【００９８】
［シール構造］
次に、マンドレル１１を構成する第一セグメント２０および第二セグメント３０の間に設けられるシール構造について、図９（Ａ）〜図１０（Ｆ）を参照して具体的に説明する。
【００９９】
本開示に係るシール構造は、隣接するセグメント２０および３０の間に設けられ、図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示すように、シール溝２５およびシール部材２６から少なくとも構成され、図１０（Ａ）〜図１０（Ｆ）に示すように、シール部材２６は、外側に突出するリップ部２６２または２６５を備えるとともに、内部に中空部２６３を有するか、外周面に凹部２６４または２６６を有する構成となっている。
【０１００】
シール溝２５は、隣接するセグメント２０および３０の少なくとも一方のセグメント側面２３または３３に設けられ、当該セグメント側面２３または３３の長手方向に沿って配置される。本実施の形態では、シール溝２５は、第一セグメント２０の両方のセグメント側面２３に設けられているが、第二セグメント３０のセグメント側面３３にはシール溝２５は設けられていない。前述したように、第一セグメント２０のセグメント側面２３は、水平方向に面しているか水平方向から上側に傾斜して面しているので、第二セグメント３０のセグメント側面３３よりもシール構造を設けやすい。
【０１０１】
図９（Ａ）または図９（Ｂ）では、マンドレル１１の一部分として第一セグメント２０の一方の端部のみを模式的に例示している。図示しないが、第一セグメント２０の他方の端部も図９（Ａ）または図９（Ｂ）と同様の構成を有している。また、図９（Ａ）および図９（Ｂ）では、シール溝２５が設けられるセグメント側面２３は、第一セグメント２０の側方から目視できるので、模式的な部分側面図として図示しているが、セグメント表面２１の近傍については、図８（Ｂ）または図８（Ｃ）と同様に、セグメント表面２１にプリプレグ５０が積層されて真空バッグが形成された状態を説明するため、模式的な部分断面図として図示している。
【０１０２】
シール溝２５にはシール部材２６が挿入される。シール部材２６は、隣接するセグメント２０および３０同士の側面を結合することにより、当該セグメント２０および３０の間をシールするものである。隣接するセグメント２０および３０が結合した状態では、セグメント側面２３とセグメント側面３３との間には、所定のクリアランスが保持されている。シール部材２６は、このようなクリアランスを保持した状態でセグメント側面２２またはセグメント側面３３に当接することで押しつぶされる。これにより、セグメント２０および３０の間がシールされる。
【０１０３】
本開示で用いられるシール部材２６は、環状ではなく、有端で線状の構成となっている。このような線状のシール部材２６は、押出成形等により低コストかつ容易に製造することができる。シール部材２６は、基本的に、１回のオートクレーブの使用で廃棄する使い捨てであるため、シール部材２６の製造コストの増加を回避することで、複合材料構造物の製造コストの増加も回避することができる。
【０１０４】
シール溝２５は、図９（Ａ）に示すように、セグメント側面２３に少なくとも１本形成されていればよいが、図９（Ｂ）に示すように、外側シール溝２５ａおよび内側シール溝２５ｂとして２本のシール溝２５が形成されてもよいし、図示しないが３本以上形成されてもよい。また、複数のシール溝２５が形成されている場合、それぞれのシール溝２５には同じ種類のシール部材２６が挿入されてもよいし、異なる種類のシール部材２６が挿入されてもよい。例えば、図９（Ｂ）に示す構成では、外側シール溝２５ａには、第一シール部材２６ａが挿入され、内側シール溝２５ｂには、第一シール部材２６ａとは異なる第二シール部材２６ｂが挿入されている。なお、シール部材２６の端部の構成については後述する。
【０１０５】
シール部材２６は、前記の通り、リップ部２６２または２６５を備えるとともに、中空部２６３、および、凹部２６４または２６６の少なくとも一方を有する構成となっている。リップ部２６２または２６５、中空部２６３、凹部２６４または２６６の具体的な構成は特に限定されないが、代表的には、図１０（Ａ）〜図１０（Ｆ）に示すようなシール部材２６Ａ〜２６Ｆを挙げることができる。
【０１０６】
図１０（Ａ）に示すように、シール部材２６Ａは、シール本体２６１の内部に中空部２６３を有するとともに、外周面に直立リップ部２６２を備える構成となっている。シール部材２６Ａにおいて、シール溝２５に挿入された状態で当該シール溝２５の底面に当接するシール本体２６１の部位をシール底部とし、当該シール底部に対向する部位をシール上部とすると、直立リップ部２６２は、略平坦なシール上部から略法線方向に向かって突出するように設けられている。直立リップ部２６２は、シール溝２５にシール部材２６Ａが挿入された状態で、少なくともその先端が当該シール溝２５の外側に突出する。なお、シール部材２６Ａのシール本体２６１の横断面は矩形状であり、シール底部は略平坦な面となっている。
【０１０７】
図１０（Ｂ）に示すように、シール部材２６Ｂは、シール部材２６Ａと同様に、直立リップ部２６２を備えているが、中空部２６３を有しておらず、シール底部に底面凹部２６４を有している。シール部材２６Ｂにおいては、シール本体２６１の横断面は略台形状であり、シール上部の幅がシール底部の幅よりも小さくなっている。
【０１０８】
このように、シール部材２６Ａまたは２６Ｂでは、シール上部に直立リップ部２６２を備え、シール本体２６１の内部に中空部２６３を有するか、シール底部に底面凹部２６４を有している。中空部２６３または底面凹部２６４は、シール本体２６１における肉盗みまたは肉抜きの部位として機能するため、隣接するセグメント２０および３０同士のセグメント側面２３および３３が互いに結合した状態では、中空部２６３または底面凹部２６４は第二セグメント３０のセグメント側面３３の押さえ付けにより容易に押しつぶされる。
【０１０９】
また、直立リップ部２６２は、第一セグメント２０のセグメント側面２３から外側（第二セグメント３０の方向）に突出しているが、シール部材２６Ａまたは２６Ｂの材質に由来して弾性を有している。それゆえ、直立リップ部２６２は、セグメント側面３３に当接した状態で立設しようとする。これにより、シール溝２５の内部は、シール本体２６１と直立リップ部２６２とによって良好にシールされる。
【０１１０】
このとき、シール部材２６Ａまたは２６Ｂの上側から見れば、直立リップ部２６２の略直下に中空部２６３または底面凹部２６４が位置するので、押しつぶされやすい中空部２６３または底面凹部２６４と、弾性により立設方向に付勢される直立リップ部２６２とは、略直線上に位置することになる。それゆえ、マンドレル１１の組立時においても、大きな荷重を加えることなくシール部材２６Ａまたは２６Ｂを圧縮することができるとともに、隣接するセグメント２０および３０の間に良好なシール状態を実現することができる。その結果、良好なシール状態を確保しつつ、低荷重でセグメント２０および３０を移動させることができるので、隣接するセグメント２０および３０の外周面の位置を調整しやすくすることができる。
【０１１１】
図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すシール部材２６Ａまたは２６Ｂは、略直立状態である直立リップ部２６２を備えるとともに、シール本体２６１を横断面方向につぶすための変形構造である中空部２６３または底面凹部２６４が直立リップ部２６２に沿って略直線上に位置している構成である。しかしながら、本開示に係るシール部材２６は、このような構成に限定されず、例えば、図１０（Ｃ）〜図１０（Ｆ）に示すように、直立リップ部２６２ではなく傾斜リップ部２６５を備える構成であってもよい。
【０１１２】
例えば、図１０（Ｃ）に示すように、シール部材２６Ｃは、シール上部において、当該シール上部の法線方向に対して傾斜するように突出する傾斜リップ部２６５を備えている。シール本体２６１の横断面において、シール底部およびシール上部をつなぐ方向を「シール部材２６の横断面の縦方向」とし、この縦方向に直交する方向を「シール部材２６の横断面の横方向」としたときに、シール部材２６Ｃにおいては、シール本体２６１の横断面は、シール部材２６Ａまたは２６Ｂとは異なり、シール溝２５の横断面全体に及ぶような「縦長」の形状ではなく「横長」の形状となっている。
【０１１３】
それゆえ、シール部材２６Ｃにおいては、傾斜リップ部２６５とシール本体２６１との間には、傾斜リップ部２６５が上下方向に移動可能な可動空間が形成されている。シール部材２６Ｃのシール底部には、シール部材２６Ｂと同様に、底面凹部２６４が形成されているが、前記可動空間もシール部材２６Ｃの外周面に設けられる凹部と見なすことができる。
【０１１４】
また、図１０（Ｄ）に示すように、シール部材２６Ｄは、シール部材２６Ｃと同様に傾斜リップ部２６５を備えるとともに、シール本体２６１の横断面が「横長」の形状となっているが、底面凹部２６４を有しておらず、代わりに中空部２６３を有している。
【０１１５】
このように、シール部材２６Ｃまたは２６Ｄでは、シール上部に傾斜リップ部２６５を備え、横断面が「横長」のシール本体２６１において、シール底部に底面凹部２６４を有するか、その内部に中空部２６３を有している。隣接するセグメント２０および３０同士のセグメント側面２３および３３が互いに結合した状態では、傾斜リップ部２６５は、直下の可動空間の存在により容易に下方に押さえ付けられるが、その弾性によりセグメント側面３３に当接した状態で立設しようとする。また、「横長」のシール本体２６１においては、傾斜リップ部２６５の押さえ付けに応じて、底面凹部２６４または中空部２６３が押しつぶされる。これにより、シール溝２５の内部は、シール本体２６１と傾斜リップ部２６５とによって良好にシールされる。
【０１１６】
また、本開示に係るシール部材２６は、傾斜リップ部２６５を備えるとともに、シール上部の幅がシール底部の幅よりも大きくなっている構成であってもよい。
【０１１７】
例えば、図１０（Ｅ）に示すように、シール部材２６Ｅは、傾斜リップ部２６５を備えるとともに、シール底部に底面凹部２６４が形成され、さらに、シール上部の幅がシール底部の幅よりも大きくなっており、シール上部における傾斜リップ部２６５に隣接した位置に、上面凹部２６６が形成されている。
【０１１８】
あるいは、図１０（Ｆ）に示すように、シール部材２６Ｆは、傾斜リップ部２６５を備えるとともに、シール底部に底面凹部２６４が形成され、さらに、シール上部の幅がシール底部の幅よりも大きくなっており、シール本体２６１の内部に中空部２６３が形成されている。
【０１１９】
このように、シール部材２６Ｅまたは２６Ｆでは、シール底部よりも幅広のシール上部に傾斜リップ部２６５を備え、シール底部に底面凹部２６４を有するか、その内部に中空部２６３を有している。隣接するセグメント２０および３０同士のセグメント側面２３および３３が互いに結合した状態では、傾斜リップ部２６５は、直下の可動空間の存在により容易に下方に押さえ付けられるが、その弾性によりセグメント側面３３に当接した状態で立設しようとする。また、シール本体２６１においては、傾斜リップ部２６５の押さえ付けに応じて、底面凹部２６４または中空部２６３が押しつぶされるとともに、シール上部が幅広であるため、シール溝２５の幅方向を良好にシールすることができる。
【０１２０】
特に、シール部材２６Ｅのように、可動空間とは別に上面凹部２６６が形成されたり、シール部材２６Ｆのように中空部２６３が形成されたりしていれば、上面凹部２６６または中空部２６３の変形により、幅広のシール上部の縁部が、シール本体２６１の内部側に移動しやすくなる。そのため、幅広のシール上部により横断面の横方向へのシール状態を向上することが可能となる。これにより、シール溝２５の内部は、シール本体２６１と傾斜リップ部２６５と幅広のシール上部とによって良好にシールされる。
【０１２１】
なお、図１０（Ａ）〜図１０（Ｆ）に示すシール部材２６Ａ〜２６Ｆのいずれを選択するかについては特に限定されない。シール構造に要求されるシール性能の程度、シール部材２６の材質、セグメント２０および３０の移動荷重等の諸条件に応じて、好適な横断面形状のシール部材２６を選択することができる。また、後述するように、セグメント側面２３に複数のシール溝２５が形成される場合には、それぞれのシール溝２５に要求される条件に応じて、異なる横断面を有するシール部材２６を選択することができる。
【０１２２】
例えば、図９（Ｂ）に示す構成では、外側シール溝２５ａに挿入する第一シール部材２６ａとしては、傾斜リップ部２６５を備えるシール部材２６Ｃ〜２６Ｆのいずれかを用いるとともに、内側シール溝２５ｂに挿入する第二シール部材２６ｂとしては、直立リップ部２６２を備えるシール部材２６Ａまたは２６Ｂを用いることができる。
【０１２３】
シール溝２５の外側からはオートクレーブによる高い圧力が加えられる。そこで、傾斜リップ部２６５の直下の可動領域に圧力が加えられるように、外側シール溝２５ａにシール部材２６Ｃ〜２６Ｆのいずれかを配置する。これにより、材料に由来する弾性だけでなく圧力差によって傾斜リップ部２６５を立設側に強く付勢することができるので、より一層良好なシール状態を実現することができる。
【０１２４】
また、シール溝２５の内側は、真空バッグの内部に面している。ここで、オートクレーブによる加熱硬化に際しては、プリプレグ５０を構成するマトリクス樹脂（熱硬化性樹脂）は、そのまま硬化するのではなく一旦軟化する。このとき、軟化したマトリクス樹脂がシール溝２５に向かって流れ出す可能性があるので、このマトリクス樹脂の漏洩を有効に防止または抑制できることが好ましい。
【０１２５】
つまり、内側シール溝２５ｂに挿入される第二シール部材２６ｂに対しては、外側シール溝２５ａに挿入される第一シール材２６ａとともに、真空バッグの外側における高圧を冗長的にシールする性能（圧力シール性）が求められるだけでなく、真空バッグの内側における軟化したマトリクス樹脂の漏洩を防止する性能（マトリクス樹脂シール性）が求められる。そこで、内側シール溝２５ｂには、直立リップ部２６２を有するシール部材２６Ａまたは２６Ｂを配置する。
【０１２６】
これらシール部材２６においては、押しつぶされた直立リップ部２６２により、真空バッグの外側の高圧を良好にシールする（良好な圧力シール性を実現する）ことができる。しかも、直立リップ部２６２の周辺には、可動領域または上面凹部２６６が設けられていないので、傾斜リップ部２６５のように傾斜することが無い。それゆえ、真空バッグの内側で生じる軟化したマトリクス樹脂を直立リップ部２６２により良好に塞き止る（良好なマトリクス樹脂シール性を実現する）ことができる。しかも、前記の通り、上面凹部２６６等を有していないので、シール部材２６の外周の凹部にマトリクス樹脂が溜まるおそれを回避することができる。
【０１２７】
［シール部材の端部構成］
次に、前記構成のシール構造において、シール部材２６の端部の好ましい構成について、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に加えて、図１１（Ａ）〜図１２（Ｄ）を参照して具体的に説明する。
【０１２８】
本開示に係るシール構造では、シール溝２５に挿入されるシール部材２６は、環状ではなく有端で線状のものである。前記の通り、シール部材２６の横断面方向については、リップ部２６２または２６５、中空部２６３、凹部２６４または２６６（図１０（Ａ）〜図１０（Ｆ）参照）により大きな荷重を加えることなく当該シール部材２６を圧縮してシール状態を形成できる。これに対して、長手方向については、オートクレーブ時の加熱により生ずる長手方向の膨張（線膨張）を、シール部材２６の両端部で容易に調整することができる。
【０１２９】
具体的には、例えば、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、シール端部押さえ部材２７によりシール部材２６の両端部が露出しないように押さえ付けるだけで、当該シール部材２６の線膨張を調整することができる。このとき、シール溝２５は、その端部がセグメント端面２４に達する直線状であってもよいが、図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示すように、シール溝２５の両端部をセグメント端部表面２２に向けて折り曲げた形状に形成することが好ましい。これにより、シール溝２５の端部開口は、第一セグメント２０のセグメント端部表面２２に露出することになるので、セグメント端部表面２２にシール端部押さえ部材２７を設けることができる。
【０１３０】
第一セグメント２０のセグメント端面２４は、固定部材１６を介してサポートリング１２に固定されるので、セグメント端面２４にシール端部押さえ部材２７が設けられると、マンドレル１１の組立時における第一セグメント２０の移動、あるいは、第一セグメント２０のサポートリング１２への固定に影響を及ぼす可能性がある。これに対して、セグメント端部表面２２にシール端部押さえ部材２７を設けることで、マンドレル１１の組立に対する影響を回避することができる。
【０１３１】
さらに、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、セグメント端部表面２２には、真空バッグを構成するバギングフィルム５２の縁部が達している。セグメント端部表面２２にシール部材２６の端部が達していれば、シール部材２６の端部の上側もバギングフィルム５２で覆い、その上からシール端部押さえ部材２７でシール部材２６の端部を押さえ付けることができる。
【０１３２】
シール端部押さえ部材２７の具体的な構成は特に限定されないが、図９（Ａ）および図９（Ｂ）、並びに、図１１（Ｂ）に示すように、剛性を有する板状の部材であり、第一セグメント２０のセグメント端部表面２２に公知の締結部材２８（ボルト等）により固定される構成であればよい。シール端部押さえ部材２７が剛性を有していれば、当該シール端部押さえ部材２７の両端部ではなく一方の端部のみで締結部材２８により固定することで、シール部材２６の端部が露出しないように押さえ付けることができる。これにより、図９（Ａ），図９（Ｂ）および図１１（Ａ）に示すように、シール溝２５から見てセグメント端面２４側に締結部材挿入孔２９（図１１（Ａ）のみ図示）を設けることができる。そのため、バギングフィルム５２に締結部材２８用の開口部等を設ける必要がなくなり、真空バッグにおける真空度の低下のおそれを回避することができる。
【０１３３】
ここで、シール部材２６の横断面は、前記の通り、リップ部２６２または２６５、中空部２６３、凹部２６４または２６６等を有している（図１０（Ａ）〜図１０（Ｆ）参照）。そのため、シール溝２５内にシール部材２６が挿入されていても、セグメント端部表面２２に露出するシール溝２５の端部開口とシール部材２６の端部との間には必然的に隙間が生じる。それゆえ、図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示すように、シール溝２５の端部開口およびシール部材２６の端部を覆うように接着部材５４（タッキーテープ等）で被覆してから、シール端部押さえ部材２７により押さえ付ければよい。
【０１３４】
特に、シール溝２５が複数本設けられ、複数本のシール部材２６を用いる場合、接着部材５４によりこれらシール部材２６の端部を覆うことで、複数本のシール部材２６の端部同士をつないで単一のシール部材のように形成することができる。これにより、隣接するセグメント２０および３０同士の間においてより一層良好かつ安定したシール状態を実現することができる。
【０１３５】
なお、前記の通り、接着部材５３は、バギングフィルム５２の周縁部全体を密閉しているが、この接着部材５３は、シール部材２６の端部を被覆する接着部材５４に接続する必要がある。これにより、接着部材５３および５４とシール部材２６とによって密閉された真空バッグが形成される。図９（Ａ）または図９（Ｂ）に示す模式的な断面では、接着部材５４のみ図示されるが、この接着部材５４に接着部材５３が接続されていることを示すために、接着部材５３（符号５３）を括弧書きで併記している。
【０１３６】
次に、図９（Ｂ）または図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示すように、シール溝２５として外側シール溝２５ａおよび内側シール溝２５ｂが設けられ、シール部材２６として第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂが用いられる構成を例に挙げて、シール端部押さえ部材２７によるシール部材２６の端部調整の一例を説明する。
【０１３７】
まず、図１２（Ａ）に模式的に示すように、第一セグメント２０のセグメント側面２３に形成される外側シール溝２５ａに第一シール部材２６ａが挿入され、内側シール溝２５ｂに第二シール部材２６ｂが挿入されているとする。第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂの両端部は、いずれも、セグメント端部表面２２に位置する外側シール溝２５ａおよび内側シール溝２５ｂの端部開口から露出している。なお、セグメント表面２１には、プリプレグ５０が積層されカールプレート５１が重ねられている。
【０１３８】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、外側シール溝２５ａおよび内側シール溝２５ｂの端部開口から露出する第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂの両端部を、セグメント端部表面２２から数ｍｍ程度の長さに切断する。その後、図１２（Ｃ）に示すように、第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂのそれぞれの端部をつなぐように、接着部材５４で端部開口を覆う。これにより、前述したシール部材２６に対する端部処理が完了する。
【０１３９】
なお、この端部処理により、第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂをそれぞれ１本につないだ単一のシール部材が構成されているとみなすことができる。この単一のシール部材は、見かけ上、環状構造を有している。また、本実施の形態では、セグメント側面２３に２本のシール溝２５（外側シール溝２５ａ，内側シール溝２５ｂ）が設けられ、２本のシール部材２６（第一シール部材２６ａ，第二シール部材２６ｂ）がそれぞれのシール溝２５に挿入されるが、シール溝２５およびシール部材２６がそれぞれ１本の場合の端部処理は、シール部材２６の端部を切断して接着部材５４で覆うことで完了する。したがって、シール部材２６の端部処理においては、接着部材５４により環状構造を構成することは必須ではない。
【０１４０】
さらにその後、図１２（Ｄ）に示すように、第一セグメント２０のセグメント表面２１（マンドレル１１の外周面に形成されたプリプレグ５０およびその上に重ねられたカールプレート５１）を覆うようにバギングフィルム５２を被せ、このバギングフィルム５２の上からシール端部押さえ部材２７を取り付ける。これにより、第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂの両端部をつないだ接着部材５４をバギングフィルム５２の上からシール端部押さえ部材２７で押さえ付けることになる。それゆえ、オートクレーブ中であっても、第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂの両端部がセグメント端部表面２２から露出するおそれを有効に回避することができる。
【０１４１】
なお、図１２（Ｄ）では、バギングフィルム５２の周縁部を接着する接着部材５３、並びに、シール端部押さえ部材２７を固定する締結部材２８（図９（Ｂ）参照）の図示については、説明の便宜上、省略している。また、シール溝２５の端部開口を覆う接着部材５４は、図１２（Ｃ）または図１２（Ｄ）に例示する構成に限定されず、図９（Ｂ）に模式的に示すように、第一シール部材２６ａおよび第二シール部材２６ｂのそれぞれの端部をつなぐことなく、外側シール溝２５ａの端部開口のみを独立した接着部材５４で覆い、内側シール溝２５ｂの端部開口のみを独立した接着部材５４で覆ってもよい。
【０１４２】
［変形例］
本実施の形態では、例えば、図７に例示するような複数の工程を含む複合材料構造物の製造方法を例示しているが、本開示に係る製造方法はこれに限定されず、前述したシール構造を有する成形型１０を用い、この成形型１０の外周面にプリプレグ５０を積層して真空バッグを形成し、真空バッグの内部を真空吸引しながら成形型１０全体をオートクレーブすることにより、プリプレグ５０を加圧しながら加熱硬化する構成であればよい。したがって、本開示に係る製造方法においては、図７に例示される工程Ｐ０１〜Ｐ１０のうち、一部の工程は省略してもよいし、また、図７に例示しない他の工程を追加してもよい。
【０１４３】
また、本開示に係る複合材料構造物の製造方法で用いられる成形型は、本実施の形態で例示したような、６個のセグメント２０および３０で構成されるマンドレル１１を備える成形型１０（図１（Ａ）〜図４参照）に限定されない。本開示における成形型は、中空状の複合材料構造物の内側に位置し、複数のセグメントにより構成され、隣接するセグメント同士の側面が互いに結合されることにより、単一の構造体として保持される構成であればよい。
【０１４４】
成形型の具体的な形状は、前述したような円筒状（全体的に径がほぼ同じ中空状）に限定されず、円錐筒状（一端から他端に向かって径が減少していく中空状）であってもよいし、円錐台筒状（両端それぞれの径が異なり、中間の径が徐々に変化する中空状）であってもよい。本開示に係るシール構造は、当該構成の成形型を構成する、隣接する前記セグメント同士の側面に設けられればよい。また、個々のセグメントも矩形平板状に限定されず、単一の構造体としてのマンドレル１１を構成することが可能であれば、さまざまな形状を採用することができる。
【０１４５】
また、本実施の形態では、マンドレル１１は、３個の第一セグメント２０と３個の第二セグメント３０から構成されているが（図１（Ｂ）参照）、マンドレル１１の構成もこれに限定されない。例えば、セグメントの個数は、５個以下であってもよいし７個以上であってもよい。また、セグメントの種類は、第一セグメント２０および第二セグメント３０の２種類に限定されず、これらセグメント２０および３０以外の種類のセグメントが含まれてもよいし、セグメント２０および３０とは異なる種類のセグメントが２種類以上用いられてもよいし、１種類のみのセグメントでマンドレル１１が構成されてもよい。
【０１４６】
このように、本開示においては、複数種類のセグメントから構成されるマンドレルがサポートリング１２のような環状保持部材に固定されて中空状に保持される構成となっていれば、分割の個数、または、個々のセグメントの形状については特に限定されない。つまり、本開示においては、マンドレル（単一の構造体）が、軸芯方向に沿った線で分割された略矩形状をなす複数のセグメントを互いに接続して組み立てられる構成となっていれば、各セグメントの具体的形状、種類、数等は特に限定されるものではない。また、マンドレルを構成する複数のセグメントを保持する環状保持部材は、前述したサポートリング１２に限定されず、他の部材であってもよい。例えば、サポートリング１２以外にエンドリング等を挙げることもできる。
【０１４７】
また、本実施の形態では、シール溝は、水平方向に面するか水平方向から上側に傾斜して面するセグメント側面２３を有する第一セグメント２０に設けられているが、本開示はこれに限定されない。シール溝は、第二セグメント３０のセグメント側面３３に設けられてもよいし、セグメント側面２３およびセグメント側面３３の双方に設けられてもよい。すなわち、本実施の形態では、複数のセグメントには、その側面にシール溝が設けられているものと、シール溝がもうけられていないものとが含まれているが、全てのセグメントにシール溝が設けられてもよい。
【０１４８】
また、本実施の形態では、第一セグメント２０のみにシール溝が設けられているが、本開示はこれに限定されない。すなわち、シール溝は、隣接するセグメントの一方の側面のみに設けられてもよいし、双方の側面にシール構造が設けられてもよい。例えば、全てのセグメントにシール溝が設けられている場合には、各セグメントの両側面のうち一方のみにシール溝が設けられる構成と、両方の側面にいずれもシール溝が設けられる構成とが挙げられる。一方の側面のみにシール溝が設けられていれば、隣接するセグメントの一方の側面のみにシール溝が設けられる構成に該当し、両方の側面のいずれにもシール溝が設けられていれば、隣接するセグメントの双方の側面にシール溝が設けられる構成に該当する。
【０１４９】
隣接するセグメントの双方にシール溝が設けられている場合には、それぞれのシール溝の位置がずれていることが好ましい。例えば、一方のセグメントの側面に外側シール溝および第一シール部材が設けられ、他方のセグメントの側面に内側シール溝および第二シール部材が設けられている構成であってもよい。さらに、本実施の形態では、セグメントの側面に形成されるシール溝は１本（図９（Ａ）参照）または２本（図９（Ｂ）参照）であり、シール溝に挿入されるシール部材は１本または２本であるが、本開示はこれに限定されない。シール溝は３本以上であり、シール部材も３本以上であってもよい。なお、シール溝が複数本設けられている場合、各シール溝の間を真空吸引するための構成（例えば、真空吸引孔等）が別途設けられてもよい。
【０１５０】
シール溝に挿入されるシール部材の具体的な構成は特に限定されず、前述したようにリップ部を備えるとともに、内部に中空が形成されるか外周面に凹部が形成されている構成であればよい。リップ部の具体的な形状は特に限定されず、前述した直立リップ部２６２であってもよいし傾斜リップ部２６５であってもよいし、これら以外の形状であってもよいが、いずれにしても、シール上部においてシール本体２６１の長手方向に沿って延伸する形状であればよい。
【０１５１】
凹部は少なくともシール底部に形成されていればよいが、前述したように、シール上部におけるリップ部の近傍に形成されてもよいし、図示しないがシール本体の側面に形成されてもよい。シール本体の内部に形成される中空部は、基本的には、略円形の断面となっていればよいが、楕円状の断面であってもよいし多角形状の断面であってもよい。中空部も凹部もリップ部と同様に、シール本体の内部または外周面において、シール本体２６１の長手方向に沿って延伸する形状であればよい。
【０１５２】
シール部材の横断面の幅は特に限定されず、シール上部およびシール底部がほぼ同じ幅であってもよいし（図１０（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）参照）、シール上部の幅がシール底部の幅よりも小さい構成であってもよいし（図１０（Ｂ）参照）、シール上部の幅がシール底部の幅よりも大きい構成であってもよい（図１０（Ｅ），（Ｆ）参照）。また、シール上部およびシール底部の間（シール本体の側面）に幅広の部分が形成されてもよいし、前述した凹部が形成されることで幅が狭くなってもよいし、シール本体の側面に突起部が形成されてもよい。
【０１５３】
このように、本開示に係る複合材料構造物の製造方法は、熱硬化性樹脂組成物および繊維材料で少なくとも構成されるスキンを備える、中空状の複合材料構造物を製造する方法であって、前記複合材料構造物の内側に位置し、複数のセグメントにより構成され、隣接する前記セグメント同士の側面が互いに結合されることにより、単一の構造体として保持される成形型を用い、前記成形型の外周面には、加熱硬化により前記スキンとなるプリプレグが積層され、前記プリプレグの積層後には、前記成形型の外側を密閉封止する真空バッグが形成され、隣接する前記セグメントの少なくとも一方の側面には、当該側面に設けられるシール溝に有端で線状のシール部材が挿入され、前記シール部材は、前記シール溝に挿入された状態で当該シール溝の底面に当接する部位をシール底部とし、当該シール底部に対向する部位をシール上部としたときに、前記シール上部には、前記シール溝に前記シール部材が挿入された状態で、少なくともその先端が当該シール溝の外側に突出する、リップ部が設けられているとともに、前記シール部材には、その内部に中空が形成されているか、または、少なくとも前記シール底部に凹部が形成されているものであり、複数の前記セグメントを前記構造体に組み立てるときには、隣接する前記セグメント同士の側面を互いに結合させて、一方の前記セグメントに設けられる前記シール部材を、他方の前記セグメントの側面によって横断面方向に押しつぶすことにより、当該セグメント間をシールし、前記真空バッグの内部を真空吸引しながら前記成形型全体をオートクレーブすることにより、前記プリプレグを加圧しながら加熱硬化する製造方法である。
【０１５４】
前記構成によれば、隣接するセグメント同士の間に前記構成のシール部材を含むシール構造が設けられている。このシール部材は、リップ部を有するとともに中空または凹部を有しているとともに、有端の線状構成を有している。それゆえ、シール部材の横断面方向については、大きな荷重を加えることなく当該シール部材を圧縮してシール状態を形成できるとともに、長手方向については、オートクレーブ時の加熱により生ずる長手方向の膨張（線膨張）を、シール部材の両端部で容易に調整することができる。
【０１５５】
これにより、隣接するセグメント同士の間においてより一層良好かつ安定したシール状態を実現できるので、成形型の外周面に真空バッグを形成したときに、当該真空バッグの内部を良好に真空吸引することができる。そのため、オートクレーブ時には、成形型の外側かつ真空バッグの内側でプリプレグを良好に加圧することができる。
【０１５６】
しかも、セグメントの移動荷重の増大を抑制または回避できるため、成形型の組立時には、隣接するセグメント間の段差を良好に調整することができる。これにより成形型の外周面の精度が向上するので、良質なスキンを形成することができる。その結果、成形型の隣接するセグメント同士の間において良好なシール状態を実現しつつ、製造工程の煩雑化を抑制または回避することができる。
【０１５７】
なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は、例えば、航空機の胴体部等、大型で略円筒形状の複合材料構造物を製造する分野に広く用いることができる。
【符号の説明】
【０１５９】
１０    複合材料構造物製造用成形型（成形型）
１１    マンドレル（単一の構造体）
１２    サポートリング（環状保持部材）
１７Ａ，１７Ｂ    マンドレル（単一の構造体）
２０    第一セグメント（セグメント）
２１    セグメント表面
２２    セグメント端部表面
２３    セグメント側面
２４    セグメント端面
２５    シール溝
２５ａ  外側シール溝（シール溝）
２５ｂ  内側シール溝（シール溝）
２６    シール部材
２６ａ  第一シール部材（シール部材）
２６ｂ  第二シール部材（シール部材）
２７    シール端部押さえ部材（端部押さえ部材）
３０    第二セグメント（セグメント）
３３    セグメント側面
４０    第三セグメント
５０    プリプレグ
５１    カールプレート
５２    バギングフィルム（真空バッグ）
５３，５４    接着部材
２６１    シール本体
２６２    直立リップ部（リップ部）
２６３    中空部（内部の中空）
２６４    底面凹部（凹部）
２６５    傾斜リップ部（リップ部）
２６６    上面凹部（凹部）
【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６】
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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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【図１２】
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