(57)【要約】【課題】プリプレグシートを積層した石膏内型を加熱して硬化させた後に、当該石膏内型を容易に破壊除去することができる湾曲管の製造方法を提供する。【解決手段】石膏内型２の表面にプリプレグシート１ａを積層し、加熱手段によりプリプレグシート１ａを硬化させた後に、石膏内型２を破壊除去して湾曲管１を得る湾曲管の製造方法であって、湾曲面３ａを内面に有する分離式雌型３の中心部に、熱または溶剤により溶解する中子４を配置して、分離式雌型３と中子４との間に石膏２ａを注入し、石膏２ａを乾燥させ硬化させた後に、中子４を溶解除去して石膏内型２を得るとともに、この石膏内型２にプリプレグシート１ａを積層して加熱手段により硬化させた後に、石膏内型２を破壊除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏内型の表面にプリプレグシートを積層し、加熱手段により当該プリプレグシートを硬化させた後に、当該石膏内型を破壊除去して湾曲管を得る湾曲管の製造方法であって、
湾曲面を内面に有する分離式雌型の中心部に、熱または溶剤により溶解する中子を配置して、当該分離式雌型と当該中子との間に石膏を注入し、当該石膏を乾燥させ硬化させた後に、当該中子を溶解除去して上記石膏内型を得るとともに、この石膏内型に上記プリプレグシートを積層して加熱手段により硬化させた後に、上記石膏内型を破壊除去することを特徴とする湾曲管の製造方法。
【請求項２】
上記中子は、発泡スチロールであることを特徴とする請求項１に記載の湾曲管の製造方法。
【請求項３】
上記中子を溶解除去し、上記石膏内型を乾燥手段により乾燥させ硬化させた後に、上記石膏内型の表面に樹脂を塗布し表面処理を行うとともに、離型処理を施すことを特徴とする請求項１または２に記載の湾曲管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石膏内型にプリプレグシートを積層して製造される湾曲管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、航空機内には、数多くのエアーダクトが張り巡らせている。このエアーダクトは、航空機内の客室床下や外板と内張との間など狭い空間に配管されるとともに、他の機材などを避けながら、縦横無尽に張り巡らされている。このため、上記エアーダクトには、湾曲管や途中で分岐した分岐管など、様々な形状のものが用いられている。
【０００３】
上記エアーダクトに用いられる複雑な形状を有する湾曲管や分岐管には、プリプレグシートを積層した繊維強化樹脂管が用いられている。この繊維強化樹脂管は、湾曲管や分岐管を象った石膏内型に、上記プリプレグシートを積層し、硬化炉において硬化させて成形される。その際に、上記石膏内型は、最終的に破壊除去されるため、両端部側より中心部の径が大きい湾曲管や分岐管など、後から内型を抜くことができない形状のエアーダクトでも、容易に成形することが可能である。
【０００４】
ここで、航空機に用いられる湾曲管の従来の製造方法について説明すると、まず図３（ａ）に示すように、湾曲面３ａを有する分離式雌型３に石膏２０ａを注入し、乾燥炉で乾燥させ硬化させた後に、分離式雌型３から取り出し、さらに上記乾燥炉において乾燥させて、石膏内型２０を得る。この石膏内型２０は、図３（ｂ）に示すように、上記雌型の容積と同等に成形され、外面が湾曲面３ａに則した湾曲形状を有している。次いで、石膏内型２０の表面に、樹脂を塗布して表面処理を施すとともに、離型処理を施す。そして、ガラスエポキシやガラスポリエステルなどを含浸させたプリプレグシート１ａを所望の厚みに積層し、真空バックの中に入れ、真空引きを行いながら、硬化炉において加熱して硬化させる。硬化させた後に、石膏内型２０を破壊除去して、繊維強化樹脂からなる湾曲管１を得る。
【０００５】
しかし、この従来の製造方法では、分離式雌型３内に石膏２０ａを充填し、石膏内型２０を成形するため、成形された石膏内型２０は、無垢の塊となる。このため、積層されたプリプレグシート１ａを加熱して硬化させた後に、石膏内型２０を破壊除去する際に、手間が掛かるとともに、破壊する際の衝撃が強いために、繊維強化樹脂からなる湾曲管１を破損させてしまうという問題がある。
【０００６】
また、破壊除去する際、繊維強化樹脂からなる湾曲管１の破損を防ぐために、密度が低く比較的に軟らかい崩壊性を有する石膏２０ａを使用して、石膏内型２０を成型することも考えられる。しかし、この方法では、石膏２０ａの密度が低いため、石膏内型２０の表面が粗くなり、石膏内型２０の表面を表面処理して光沢面にすることが難しいとともに、製品となる湾曲管１の内面が粗面になる。この結果、崩壊性を有する石膏２０ａを使用した場合には、品質の劣る粗悪品になってしまうという問題もある。
【０００７】
さらに、プリプレグシート１ａを加熱して硬化させた後に、石膏内型２０を破壊して除去するのではなく、石膏内型２０を溶解して除去する方法も考えられる。この方法の場合には、水溶性を有する石膏２０ａを用いて、石膏内型２０を成型し、水によって石膏内型２０を溶解させるため、破壊除去の際の衝撃によって起こる湾曲管の破損を防止することができる。しかしながら、分離式雌型３内に水溶性を有する石膏２０ａを充填して成形される石膏内型２０は、無垢の塊であるため、水によって溶解させた場合には、多大な時間を要してまうため、生産効率が低下してまうという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、プリプレグシートを積層した石膏内型を加熱して硬化させた後に、当該石膏内型を容易に破壊除去することができる湾曲管の製造方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、石膏内型の表面にプリプレグシートを積層し、加熱手段により当該プリプレグシートを硬化させた後に、当該石膏内型を破壊除去して湾曲管を得る湾曲管の製造方法であって、湾曲面を内面に有する分離式雌型の中心部に、熱または溶剤により溶解する中子を配置して、当該分離式雌型と当該中子との間に石膏を注入し、当該石膏を乾燥させ硬化させた後に、当該中子を溶解除去して上記石膏内型を得るとともに、この石膏内型に上記プリプレグシートを積層して加熱手段により硬化させた後に、上記石膏内型を破壊除去することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記中子は、発泡スチロールであることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記中子を溶解除去し、上記石膏内型を乾燥手段により乾燥させ硬化させた後に、上記石膏内型の表面に樹脂を塗布するとともに、離型処理を施すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜３に記載の本発明によれば、プリプレグシートを積層する石膏内型を、湾曲面を内面に有する分離式雌型の中心部に、熱または溶剤により溶解する中子を配置して、当該分離式雌型と当該中子との間に石膏を注入し、石膏を乾燥させて成型するため、上記石膏内型を乾燥させ硬化させた後に、中子を溶解して取り出すことにより、中空構造を有する上記石膏内型を成形することができる。これにより、上記プリプレグシートを硬化させた後に、上記石膏内型を破壊除去する際に、破壊する上記石膏内型の体積を小さくすることができ、少ない衝撃により、上記石膏内型を破壊することができるため、製品となる湾曲管の破損を防止することができる。
【００１３】
また、上記石膏内型の破壊除去を容易に行えるため、密度の高い石膏を使用することができる。この結果、上記石膏内型の表面を滑らかに成形することができ、樹脂を塗布して形成される光沢面を得るための表面処理を容易に行うことができるとともに、湾曲管の内面も滑らかに仕上げることができ、製品の品質を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、熱または溶剤により溶解する上記中子を、発泡スチロールにより形成するため、湾曲を有する上記石膏内型が複雑な形状であっても、上記石膏内型に則した上記中子を、ナイフなどで削って成形することができるとともに、小型の熱風装置による熱溶解や、少ない溶剤によって簡単に熔解することができる。この結果、コストの掛けずに簡便に、中空構造を有する上記石膏内型を成形することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、上記中子を溶解除去し、上記石膏内型を乾燥手段により乾燥させ硬化させた後に、上記石膏内型の表面に樹脂を塗布して表面処理を施すため、上記石膏内型の表面を光沢面に仕上げることができ、上記プリプレグシートを積層し、加熱して硬化させた後に、上記石膏内型を破壊除去して得られる上記湾曲管の内面を滑らかに成形することができる。これにより、さらなる製品の品質を向上させることができる。
【００１６】
また、上記石膏内型の表面に、離型処理を施すため、上記石膏内型を破壊除去する際に、容易に除去することができる。これにより、さらに少ない衝撃によって破壊することができる。この結果、上記湾曲管の破損リスクを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の湾曲管の製造方法による一実施形態を示す図であり、（ａ）は分離式雌型に中子を配置して石膏を注入する状態の斜視図、（ｂ）は石膏内型から中子を溶解除去した状態の斜視図、（ｃ）は石膏内型にプリプレグシートを積層した状態の斜視図、（ｄ）はプリプレグシートを硬化させた後に石膏内型を破壊除去した状態の斜視図である。
【図２】本発明の湾曲管の製造方法の一実施形態の分離式雌型に中子を配置した状態の正面断面図である。
【図３】従来の湾曲管の製造方法を示す図であり、（ａ）は分離式雌型に石膏を注入する状態の斜視図、（ｂ）は分離式雌型から石膏内型を取り出した状態の斜視図、（ｃ）は石膏内型にプリプレグシートを積層した状態の斜視図、（ｄ）はプリプレグシートを硬化させた後に石膏内型を破壊除去した状態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る湾曲管の製造方法の一実施形態について説明する。
本実施形態の製造方法を概略説明すれば、図１および図２に示すように、湾曲面３ａを内面に有し分解可能な分離式雌型３を用いて、その中心部に熱または溶液により溶解するな中子４を配置し、分離式雌型３と中子４との間に石膏２ａを注して、石膏２ａを乾燥させ硬化させた後に、中子４を溶解除去して石膏内型２を得る。そして、この石膏内型２にプリプレグシート１ａを積層し、硬化炉により加熱して硬化させた後に、石膏内型２を破壊除去して、湾曲管１が製造されるものである。
【００１９】
また、熱または溶液により溶解するな中子４は、分離式雌型３の内面の湾曲面３ａの形状に則して形成され、複雑な湾曲面３ａであっても容易に加工できる発泡スチロールが用いられている。さらに石膏２ａは、乾燥させ硬化した際に、その表面が粗くならないように、密度の高い石膏２ａが用いられる。そして、プリプレグシート１ａは、ガラスエポキシやガラスポリエステルなどを含浸させたガラス繊維強化プラスチックシートである。
【００２０】
次に、上記製造方法を用いた湾曲管の製造方法について詳細に説明する。
まず、図２に示すように、内面に湾曲面３ａを有する分離式雌型３の底面を底蓋３ｂにより閉塞する。次いで、底蓋３ｂの中心部に、中子４を配置する。この中子４は、分離式雌型３の内面形状に則して湾曲に加工された円柱状の発泡スチロールにより形成されている。また、分離式雌型３と中子４との間には、適当な空間が形成され、スペーサｔが複数箇所に設けられている。このスペーサｔは、竹ひごや針金などを用いている。
【００２１】
次いで、図１（ａ）に示すように、分離式雌型３と中子４との間に、石膏２ａを注入する。このときに、分離式雌型３と中子４との間には、スペーサｔが複数箇所設けられているため、石膏２ａの液圧により中子４がズレたりせずに、分離式雌型３の中心部に位置して、石膏２ａが充填される。そして、分離式雌型３に石膏２ａを充填した後に、乾燥炉で乾燥させて石膏２ａを硬化させる。
【００２２】
そして、石膏内型２が硬化した後に、分離式雌型３を分解して、石膏内型２を取り出し、図１（ｂ）に示すように、石膏内型２の中心部に内包された中子４を、工業用ドライヤーなどの熱風発生機により熔解して取り除く。そして、再び石膏内型２を上記乾燥炉に入れて、完全に乾燥させる。
【００２３】
さらに、上記乾燥炉より取り出した石膏内型２の表面に、樹脂を塗布して表面処理を施し、光沢面に仕上げる。この際、石膏内型２の表面は、密度の高い石膏２ａにより成形されているため、上記樹脂を滑らかに塗布することができる。そして、光沢面に仕上がった表面に離型処理を施す。その後、図１（ｃ）に示すように、石膏内型２の表面に、プリプレグシート１ａを一定の厚さになるように巻回して積層する。このとき、プリプレグシート１ａを、０．１８〜０．２ｍｍの厚さに積層する。
【００２４】
そして、プリプレグシート１ａを積層した石膏内型２を真空バックに入れて、真空引きを行い、積層されたプリプレグシート１ａの隙間の空気を抜く。さらに、真空引きの状態のまま硬化炉に入れて、設定された温度と時間により、積層されたプリプレグシート１ａを加熱して硬化させる。その後、上記硬化炉から上記真空バックを取り出し、さらに、上記真空バックから石膏内型２を取り出して冷却させる。
【００２５】
さらに、石膏内型２の冷却後、図１（ｄ）に示すように、硬化したプリプレグシート１ａから石膏内型２を破壊除去して、湾曲管１を得る。この際に、石膏内型２が中空構造を有しているため、大きな衝撃を石膏内型２に与えずに、石膏内型２を破壊除去することができる。
【００２６】
上述の実施形態による湾曲管の製造方法によれば、プリプレグシート１ａを積層する石膏内型２を、湾曲面３ａを内面に有する分離式雌型３の中心部に、熱または溶剤により溶解する中子４を配置して、分離式雌型３と中子４との間に石膏２ａを注入し、石膏２ａを乾燥させて成型するため、石膏内型２を乾燥させ硬化させた後に、中子４を溶解して取り出すことにより、中空構造を有する石膏内型２を成形することができる。これにより、プリプレグシート１ａを硬化させた後に、石膏内型２を破壊除去する際に、破壊する石膏内型２の体積を小さくすることができ、少ない衝撃により、石膏内型２を破壊することができるため、製品となる湾曲管１の破損を防止することができる。
【００２７】
また、石膏内型２の破壊除去を容易に行えるため、密度の高い石膏２ａを使用することができる。この結果、石膏内型２の表面を滑らかに成形することができ、樹脂を塗布して形成される光沢面を得るための表面処理を容易に行うことができるとともに、湾曲管１の内面も滑らかに仕上げることができ、製品の品質を向上させることができる。
【００２８】
そして、熱または溶剤により溶解する中子４を、発泡スチロールにより形成するため、湾曲を有する石膏内型２が複雑な形状であっても、石膏内型２に則した中子４を、ナイフなどで削って成形することができるとともに、小型の熱風装置による熱溶解や、少ない溶剤によって簡単に熔解することができる。この結果、コストの掛けずに簡便に、中空構造を有する石膏内型２を成形することができる。
【００２９】
さらに、中子４を溶解除去し、石膏内型２を乾燥手段により乾燥させ硬化させた後に、石膏内型２の表面に樹脂を塗布して表面処理を施すため、石膏内型２の表面を光沢面に仕上げることができ、プリプレグシート１ａを積層し、加熱して硬化させた後に、石膏内型２を破壊除去して得られる湾曲管１の内面を滑らかに成形することができる。これにより、さらなる製品の品質を向上させることができる。
【００３０】
また、石膏内型２の表面に、離型処理を施すため、石膏内型２を破壊除去する際に、容易に除去することができる。これにより、さらに少ない衝撃によって破壊することができる。この結果、湾曲管１の破損リスクを抑えることができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態において、中子４を発泡スチロールを用いた場合のみ説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、シリコンなどのゴムや発泡ウレタンなど、形態を成形することができ、かつ熱や溶剤によって容易に熔解するものであれば対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
プリプレグシートを積層した湾曲管の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  湾曲管
１ａ  プリプレグシート
２  石膏内型
２ａ  石膏
３  分離式雌型
３ａ  湾曲面
４  中子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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