JP4713778B2

JP4713778B2 - 翼構造およびその製造方法

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Publication number: JP4713778B2
Application number: JP2001223321A
Authority: JP
Inventors: 康弘戸井; 順二三浦; 淳原田
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003034297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、翼構造およびその製造方法に関し、特に、前縁部に金具取付用切欠部を有する翼構造と、特定のフレキシブルマンドレルを使用した翼構造の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機の補助翼（エルロン）やフラップ、昇降舵（エレベータ）、方向舵（ラダー）などの各種可動翼１００は、図５に示すように、所定のヒンジ用金具２００を介して、主翼、水平尾翼、垂直尾翼に対して回動可能に取り付けられている。この種可動翼１００は、図５に示すように、前縁部１１０にヒンジ用金具２００を取り付けるための切欠部（以下、「金具取付用切欠部」という）１２０を設けた箱型構造とされており、その内部には桁部１３０が設けられている。
【０００３】
前記した可動翼１００の箱型構造を製造するには、桁部１３０の前方部分に配置される前縁部１１０と、桁部１３０の後方部分に配置される上側外板部１４０および下側外板部１５０と、可動翼１００の長さ方向端部１６０とを別々に金属材料や繊維強化複合材料によって製作し、これらをリベットなどの機械的結合手段によって結合するという手法によっていた。そして、この箱型構造の内部に設けられる桁部１３０は、長さ方向に直角に切断した際の断面形状が略コの字型または略Ｉ字型とされた長尺狭幅の部材であって、可動翼１００のスパン方向に延在させて金具取付用切欠部１２０の後方位置に配置されていた（図６（ａ）および（ｂ）参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記したような可動翼１００においては、桁部１３０を金具取付用切欠部１２０の後方に配置する必要があり、その分だけ、箱型構造の桁部後方部分の閉断面の面積が小さくなっていた。一般的に、桁部の後方部分が広く、その閉断面の面積が大きいほど翼構造の捩り剛性は高いので、前記したような金具取付用切欠部１２０を有する可動翼１００は捩り剛性が低くなる場合があった。このような場合には補強用の部材を別途設ける必要があり、結果的に可動翼１００全体の重量が増加することとなっていた。このような可動翼１００の重量増加は、軽量かつ高剛性の構造が要求される航空宇宙分野においては好ましいことではない。
【０００５】
また、前記したような箱型構造を製造する際には、前記したように、桁部、前縁部、外板部などを別々に製作した後に接合するという工程を経ていたため、製造工程が煩雑で手間がかかり、製造上のコストも嵩むこととなっていた。
【０００６】
本発明の課題は、軽量で捩り剛性に優れた翼構造を提供すること、および、製造上の労力・製造上のコストを格段に低減させることができる翼構造の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、例えば図１に示すように、前縁部に金具取付用切欠部を有する翼構造において、前桁部が、前記金具取付用切欠部の形状に対応して後方に突出する後退部を有し、前記後退部が前記金具取付用切欠部の後方に配置され、前記前桁部の前記後退部を除く部分が前記金具取付用切欠部の側方に配置されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明に係る翼構造は、金具取付用切欠部の形状に対応させた後退部を有する特殊形状の桁部が設けられており、この桁部の後退部を除く部分を前縁部の可及的に前方側に配置することができるので、桁部を前縁部の補強用部材として有効に機能させることができる。従って、桁部のみによって、金具取付部切欠部の形成による翼構造の捩り剛性の低下を防ぐことができる。この結果、翼構造の捩り剛性を高めるための補強用部材を別途設ける必要がなく、翼構造を軽量で高強度のものとすることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、例えば図２および図３に示すように、翼構造を製造するにあたり、下側外板部用、上側外板部用、前縁部用および桁部用のドライプリフォームを調製するドライプリフォーム調製工程と、下型を配置する下型配置工程と、前記下型の上に、下側外板部用ドライプリフォームと、前縁部用ドライプリフォームと、桁部用ドライプリフォームとを配置する第１次ドライプリフォーム配置工程と、前記前縁部用ドライプリフォームと前記桁部用ドライプリフォームとから形成される空間に、この空間と同一膨張形状を有するバッグフィルムの内部にシリコンゴム製のビーズを主構成要素とした複数のビーズを充填した前方フレキシブルマンドレルを配置する前方フレキシブルマンドレル配置工程と、前記桁部用ドライプリフォームと前記下側外板用ドライプリフォームとから形成される空間に、製造する翼構造の桁部後方空間と同一膨張形状を有するバッグフィルムの内部にシリコンゴム製のビーズを主構成要素とした複数のビーズを充填した後方フレキシブルマンドレルを配置する後方フレキシブルマンドレル配置工程と、前記後方フレキシブルマンドレルの上に上側外板用ドライプリフォームを配置する第２次ドライプリフォーム配置工程と、前記上側外板用ドライプリフォームの上に上型を配置する上型配置工程と、前記上型、前記下型、前記前方フレキシブルマンドレルおよび前記後方フレキシブルマンドレルによって形成された空間から空気を排出する排気工程と、各ドライプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、含浸させた樹脂を加熱して硬化させる加熱工程と、前記上型および下型を取り外す脱型工程と、前記前方および後方フレキシブルマンドレルを排出する排出工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、繊維強化複合材料製の比較的軽量で高強度な翼構造を比較的容易に一体的に製造することができる。従って、従来のように桁部用部材、前縁部用部材、外板部用部材などを別々に製作し、これらを接合するという工程を経る必要がなく、翼構造の製造上の労力・コストを格段に低減させることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の翼構造の製造方法において、例えば図３に示すように、前記桁部用ドライプリフォームが、前記金具取付用切欠部の形状に対応して後方に突出する後退部を有するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の翼構造の製造方法の奏する作用効果に加え、請求項１記載の翼構造を製造することができる。すなわち、請求項３記載の発明によって製造された翼構造は、金具取付用切欠部のみにおいて後方に突出する後退部を有する特殊形状の桁部が設けられることとなり、翼構造の長手方向の大部分で、空気力を受ける桁部後方部分の閉断面の面積が大きくなる。この結果、捩り剛性を高めるための補強用部材を別途設ける必要のない翼構造を製造することができる。すなわち、低コストで高品質の翼構造を製造することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、例えば図４に示すように、外板部と前縁部と桁部とを備え、前記前縁部に金具取付用切欠部を有する翼構造を製造するにあたり、下側外板部用、上側外板部用、前縁部用および桁部用のドライプリフォームを調製するドライプリフォーム調製工程と、下型を配置する下型配置工程と、前記下型の上に、下側外板部用ドライプリフォームと、前縁部用ドライプリフォームと、桁部用ドライプリフォームとを配置する第１次ドライプリフォーム配置工程と、前記前縁部用ドライプリフォームと前記桁部用ドライプリフォームとから形成される空間に、製造する翼構造の桁部前方空間の前記金具取付用切欠部に対応する部分と同一形状を有する切欠部用金型と、前記金具取付用切欠部に対応する部分を除いた部分と同一膨張形状を有するバッグフィルムにシリコンゴム製のビーズを主構成要素とする複数のビーズを充填した前方フレキシブルマンドレルとを配置する前方中子配置工程と、前記桁部用ドライプリフォームと前記下側外板用ドライプリフォームとから形成される空間に、後方中子治具を配置する後方中子配置工程と、前記後方中子治具の上に上側外板用ドライプリフォームを配置する第２次ドライプリフォーム配置工程と、前記上側外板用ドライプリフォームの上に上型を配置する上型配置工程と、前記上型、前記下型、前記切欠部用金型、前記前方フレキシブルマンドレルおよび前記後方中子治具とから形成される空間から空気を排出する排気工程と、各ドライプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、含浸させた樹脂を加熱して硬化させる加熱工程と、前記上型、前記下型、前記切欠部用金型、前記前方フレキシブルマンドレルおよび前記後方中子治具を取り外す脱型工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、繊維強化複合材料製の比較的軽量で高強度な翼構造を比較的容易に一体的に製造することができる。従って、従来のように桁部用部材、前縁部用部材、外板部用部材などを別々に製作し、これらを接合するという工程を経る必要がなく、翼構造の製造上の労力・コストを格段に低減させることができる。
【００１５】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の翼構造を製造することができる。すなわち、請求項４記載の発明によって製造された翼構造は、金具取付用切欠部の形状に対応して後方に突出する後退部を有する桁部が設けられることとなり、この桁部の後退部を除いて桁後方部分の断面積が大きくなり、捩り剛性が向上する。この結果、捩り剛性を高めるための補強用部材を別途設けることなく、高い捩り剛性を有する翼構造を製造することができる。すなわち、低コストで高品質の翼構造を製造することができる。また、切欠部用金型を使用することによって、金型取付用切欠部を精度よく形成することができ、高品質な翼構造を製造することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、翼構造の製造方法であって、例えば図２ないし図４に示すように、請求項２、３または４記載の翼構造の製造方法の第１次ドライプリフォーム配置工程において、別途硬化成形した桁部を前記桁部用ドライプリフォームに代えて配置することを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、桁部用ドライプリフォームの代わりにあらかじめ硬化成形した桁部を配置することにより、前方および後方フレキシブルマンドレル、切欠部用金型などをきわめて配置し易くなる。従って、翼構造を製造する際の労力をさらに低減させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施の形態に係る翼構造１０は、航空機の主翼にヒンジ金具を介して回動可能に取り付けられるものである。
【００１９】
[第１の実施の形態]
本実施の形態に係る翼構造１０は、図１（ａ）に示すように、外板部１１と前縁部１２と桁部１３と長さ方向端部１４とから構成されており、前縁部１１の２箇所には、ヒンジ金具を取り付けるための金具取付用切欠部２０が設けられている。金具取付用切欠部２０の後方に設けられた桁部１３は、図１（ｂ）に示すように、金具取付用切欠部２０の形状に対応して後方に突出する後退部１３ｂを有する。この桁部１３の後退部１３ｂを除く部分は、前縁部１２の可及的前方側に位置するように配置されており、桁部１３は平面形状（上から見た形状）が略波形を呈する形状とされている。
【００２０】
桁部１３の平面形状が、図１（ｂ）に示すように略波形を呈する形状とされており、後退部１３ｂを除く部分が前縁部１２の可及的前方側に配置されているため、桁部１３とその後方の外板部１１とに囲まれる閉断面の面積を大きくすることができる。このため、翼構造１０の捩り剛性を高めることができる。なお、桁部１３には、図１（ｃ）に示すように、フランジ１３ｆが設けられており、その長さ方向に直角に切断した際の断面形状はＩ字型を呈している。桁部１３は、あらかじめ硬化成形したものでもよく、１次硬化させたものでもよく、後述するように他の部分（外板部、前縁部および長さ方向端部）と一体的に成形したものでもよい。
【００２１】
次いで、図２および図３を用いて、本実施の形態に係る翼構造１０を、いわゆるＲＴＭ（Resin Transfer Molding）法によって製造する方法について説明する。
【００２２】
まず、図２に示すように、下側外板部用、上側外板部用、前縁部用、桁部用および長さ方向端部用の各ドライプリフォーム（１１’ｄ、１１’ｕ、１２’、１３’、１４’）を調製する（ドライプリフォーム調製工程）。本発明においてドライプリフォームとは、樹脂未含浸の各種強化繊維によって構成される乾燥した薄板状体を意味し、このドライプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸させて硬化させることにより、比較的軽量で高強度の繊維強化複合材料製の翼構造１０を成形することができる。
【００２３】
各ドライプリフォームを構成する強化繊維の種類としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維などを挙げることができる。また、各ドライプリフォームは、例えば、前記強化繊維を織り、編み、または撚り合わせることによって織物状、編物状、マット状、フェルト状に構成した態様とすることができる。各ドライプリフォームの厚さは、製造する翼構造１０のサイズに応じて適宜決めることができる。
【００２４】
なお、長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’には、後述するフレキシブルマンドレルと前方バッグフィルム４０および後方バッグフィルム５０を成形後に排出させるための作業孔３０を、桁部の前方および後方に設けておく。また、前縁部用ドライプリフォーム１２’は前縁部の形状に調製されるが、金具取付用切欠部を設ける部分には、後述する樹脂含浸工程で熱硬化性樹脂が導入・含浸されないように塞ぎ部材を配置する。
【００２５】
前記した各ドライプリフォームを調製した後、まず、成形に使用する（図示していない）下型を配置する（下型配置工程）。下型は、製造する翼構造１０の下側半分の形状に形成されたものであり、ＲＴＭ法における加熱に耐え得る金属材料などで調製することができる。
【００２６】
次いで、下型の上に、下側外板部用ドライプリフォーム１１’ｄと、前縁部用ドライプリフォーム１２’と、桁部用ドライプリフォーム１３’と、長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’とを配置する（第１次ドライプリフォーム配置工程）。この際、熱硬化性樹脂を通さないスペーサによって、長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’に設けられた作業孔３０を塞いでおく。
【００２７】
下側外板部用ドライプリフォーム１１’ｄと前縁部用ドライプリフォーム１２’とは、配置前にあらかじめ縫合しておいてもよい。また、これら下側外板部用ドライプリフォーム１１’ｄと前縁部用ドライプリフォーム１２’とを縫合したものに、あらかじめ桁部用ドライプリフォーム１３’の下端部および長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’を縫合しておいてもよい。
【００２８】
次いで、前縁部用ドライプリフォーム１２’と桁部用ドライプリフォーム１３’と長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’とから形成される空間に、製造する翼構造１０の桁部前方空間と同一膨張形状を有する前方フレキシブルマンドレル４０を配置する（前方フレキシブルマンドレル配置工程、図３参照）。この前方フレキシブルマンドレル４０は、バッグフィルム４１の内部にシリコンゴム製のビーズを主構成要素とした複数のビーズ４２を充填して構成したものであり、配置される形状に応じて任意に形状を変えることのできる中子用治具である。
【００２９】
バッグフィルム４１に充填されるビーズ４２は、シリコンゴム製のビーズのみで構成してもよく、シリコンゴム製のビーズとガラスビーズとから構成してもよい。シリコンゴム製のビーズの直径、硬度、充填率は、製造する翼構造１０の大きさに応じて適宜決めることができる。
【００３０】
なお、前方フレキシブルマンドレル４０を、製造する翼構造１０の桁部前方空間を模した別の型の内部に収納し、この前方フレキシブルマンドレル４０を構成するバッグフィルム４１内の空気を排出して形状を固定しておくと、この前方フレキシブルマンドレル４０を所定の位置に配置した際に形状が崩れないので、作業効率を向上させることができる。
【００３１】
次いで、桁部用ドライプリフォーム１３’と、下側外板用ドライプリフォーム１１’ｄと、長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’とから形成される空間に、製造する翼構造１０の桁部後方空間と同一膨張形状を有する後方フレキシブルマンドレル５０を配置する（後方フレキシブルマンドレル配置工程、図３参照）。この後方フレキシブルマンドレル５０は、バッグフィルム５１の内部に前記した複数のビーズ５２を充填して構成したものであり、配置される形状に応じて任意に形状を変えることのできる中子用治具である。
【００３２】
後方フレキシブルマンドレル５０のバッグフィルム５１に充填するビーズ５２は、前方フレキシブルマンドレル４０のバッグフィルム４１に充填したものと同一構成のものでもよく、シリコンゴム製のビーズの直径、硬度、充填率、ガラスビーズの割合などを変えることもできる。また、後方フレキシブルマンドレル５０のバッグフィルム５１内の空気を排出して桁部後方空間に合わせて形状を固定した後に配置するのが好ましい。これら前方および後方フレキシブルマンドレル４０、５０を構成するバッグフィルム４１、５１は、耐熱性、柔軟性に優れたシリコンゴム製のものが好ましい。
【００３３】
次いで、後方フレキシブルマンドレル５０の上に上側外板用ドライプリフォーム１１’ｕを配置し（第２次ドライプリフォーム配置工程）、この上側外板用ドライプリフォーム１１’ｕを桁部用ドライプリフォーム１３’および長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’に縫合する。次いで、上側外板用ドライプリフォーム１１’ｕの上に（図示していない）上型を配置する（上型配置工程）。この上型は、製造する翼構造１０の上側半分の形状に形成されたものであり、ＲＴＭ法における加熱に耐え得る金属材料などで調製することができる。配置した上型を下型に固定することにより、後述する熱硬化性樹脂を導入可能な成形型が構成される。
【００３４】
次いで、上型、下型、前方および後方フレキシブルマンドレル４０、５０から形成される空間、すなわち、各ドライプリフォームが配置された空間（以下、「樹脂導入空間」という）から空気を排出する（排気工程）。この際には、上型に排気孔を設けておき、この排気孔とバキューム装置と排気管で接続して、バキューム装置によって真空引きを行って前記閉空間から空気を排出するようにする。
【００３５】
次いで、樹脂導入空間に熱硬化性樹脂を導入して、各ドライプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸させる（樹脂含浸工程）。この際には、所定の樹脂タンクに接続された樹脂導入管を下型に接続して、前記排出工程における真空圧によって樹脂タンク内の熱硬化性樹脂を樹脂導入空間に導入させる。熱硬化性樹脂の種類としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、架橋ポリエチレン、ポリイミドなどを挙げることができ、中でもエポキシ樹脂が好適である。この後、バキューム装置と接続された排気孔を閉鎖し、樹脂タンク側から圧力を加えて熱硬化性樹脂を樹脂導入空間に充分に導入させる。
【００３６】
次いで、上型および下型とともに、各ドライプリフォームに含浸させた樹脂を、オーブンなどを使用して加熱して硬化させる（加熱工程）。この際の加熱温度および加熱時間は、熱硬化性樹脂の種類や、熱硬化性樹脂の含浸量などに応じて適宜決めることができる。この加熱工程によって、前方および後方フレキシブルマンドレル４０、５０のバッグフィルム４１、５１に充填された複数のビーズ４２、５２が膨張し、内部から熱硬化性樹脂を含浸させたドライプリフォームを均等に押圧して、硬化成形に充分な圧力を加えることができる。
【００３７】
次いで、上型および下型を取り外し（脱型工程）、長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’に設けられた作業孔３０を塞いでいたスペーサを取り除く。この後、前方および後方フレキシブルマンドレル４０、５０のバッグフィルム４１、５１を破り、これらの内部に充填されていた複数のビーズ４２、５２を、長さ方向端部に形成された作業孔から外部に排出する。ビーズ４２、５２をほぼ排出し終えた後、作業孔からバッグフィルム４１、５１を排出する（排出工程）。最後に、長さ方向端部１４に形成された作業孔３０を閉鎖して、翼構造１０を得る（図１参照）。
【００３８】
本実施の形態に係る製造方法によれば、フレキシブルマンドレルを使用し、かつ、いわゆるＲＴＭ法を採用して、繊維強化複合材料製の比較的軽量で高強度な翼構造を製造することができる。従って、従来のように桁部用部材、前縁部用部材、上側外板部用部材、下側外板部用部材などを別々に製作した後、これら各部材を接合するという工程を経る必要がなく、翼構造の製造上の労力・コストを格段に低減させることができる。
【００３９】
また、本実施の形態に係る製造方法によれば、図１に示すように、金具取付用切欠部２０の形状に対応させた後退部１３ｂを有する特殊形状の桁部１３が設けられた翼構造１０を容易に一体的に製造することができる。この翼構造１０の桁部１３は、前記した特殊形状を有するため、桁部１３の後退部１３ｂを除く部分が、前縁部１２の可及的前方側に配置されることとなるので、桁後方部分の閉断面の面積が、従来の構造より格段に大きい構造となる。この結果、捩り剛性を高めるための補強用部材を別途設ける必要がなく、低コストで高品質の翼構造１０を製造することができる。
【００４０】
[第２の実施の形態]
次に、第２の実施の形態について、図４を用いて説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態に係る製造方法と異なる工程を経て、図１に示した翼構造１０を一体的に製造する方法を説明する。本実施の形態に係る製造方法は、第１の実施の形態における「前方フレキシブルマンドレル配置工程」を「前方中子配置工程」に変更し、「後方フレキシブルマンドレル配置工程」を「後方中子配置工程」に変更し、かつ、「樹脂含浸工程」における熱硬化性樹脂の導入を、「排気工程」の真空圧によってのみ行う、いわゆるＶＡＲＴＭ（Vacuum Assist RTM）法であるので、その他の重複する構成、工程については説明を省略する。
【００４１】
本実施の形態においては、前縁部用ドライプリフォーム１２’と桁部用ドライプリフォーム１３’と長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’とから形成される空間には、桁部前方空間の金具取付用切欠部に対応する部分と同一形状を有する切欠部用金型６０と、桁部前方空間の金具取付用切欠部に対応する部分を除いた部分と同一膨張形状を有する前方フレキシブルマンドレル４０’を配置する（前方中子配置工程、図４参照）。この前方フレキシブルマンドレル４０’の内部には、第１の実施の形態で使用した複数のビーズ４２が充填される。なお、本実施の形態では、切欠部用金型６０を配置するため、前方フレキシブルマンドレル４０’は３つに分割したものを使用している（図４（ａ）参照）。
【００４２】
また、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、下側外板用ドライプリフォーム１１’ｄと上側外板用ドライプリフォーム１１’ｕと桁部用ドライプリフォーム１３’と長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’とから形成される空間に、断面形状が台形状の後方バッグフィルム５１’と、断面形状が三角形状の長尺部材であるフィラー７０とを配置する（後方中子配置工程）。
【００４３】
また、本実施の形態では、第１の実施の形態における「樹脂含浸工程」における熱硬化性樹脂の導入を、「排気工程」の真空圧によってのみ行う。すなわち、本実施の形態では、樹脂タンク側から圧力を加えて熱硬化性樹脂を樹脂導入空間に充分に導入させるという工程を省き、バキューム装置による真空引きの真空圧のみによって熱硬化性樹脂を樹脂導入空間に導入し、かつ、真空圧のみによって、下型および上型と、後方バッグフィルム５１’との間に配置された各ドライプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸させる。このため、後方バッグフィルム５１’には複数のビーズを充填していない。
【００４４】
本実施の形態によれば、切欠部用金型６０を使用することによって、より確実に金型取付用切欠部を形成することができ、高品質な翼構造１０を製造することができる。また、本実施の形態では、いわゆるＶＡＲＴＭ法を採用しており、排気工程における真空圧を有効に活用して熱硬化性樹脂を導入・含浸させているため、熱硬化性樹脂を加圧して導入する必要がなく、製造上のコストを格段に低減させることができる。
【００４５】
以上の実施の形態に係る製造方法においては、桁部用ドライプリフォーム１３’を使用しているが、この桁部用ドライプリフォーム１３’に代えて、あらかじめ硬化成形した桁部１３を配置することもできる。また、桁部用ドライプリフォームの代わりに、１次硬化成形した桁部の中間製品を配置し、前記した実施の形態の加熱工程で２次硬化させてもよい。
【００４６】
また、以上の実施の形態に係る製造方法おいては、長さ方向端部１４を、長さ方向端部用ドライプリフォーム１４’を用いて他の構成部分（外板部１１、前縁部１２、桁部１３）と同時に成形して一体的に翼構造１０を製造しているが、長さ方向端部１４を別途製作し、長さ方向端部１４を除いて一体成形した他の構成部分に、この長さ方向端部１４を機械的結合手段によって結合（ファスナ結合）して翼構造１０を製造することもできる。
【００４７】
前記したように長さ方向端部１４のみをファスナ結合して製造する方法によると、前方および後方フレキシブルマンドレル４０、５０を翼の長さ方向の端部から突出させた状態で配置することができ、これらフレキシブルマンドレル４０、５０の端部処理が容易となる。なお、このように長さ方向端部１４のみをファスナ結合して製造する方法を採用する場合には、熱硬化性樹脂を含浸させたドライプリフォームを、加熱によって膨張させた前方および後方フレキシブルマンドレル４０、５０と、上型および下型との間で挟み込んで加圧して外板部１１を硬化成形する。この際、必要に応じて、適宜スペーサを配置してシールすることもできる。また、前方フレキシブルマンドレル４０と後方フレキシブルマンドレル５０との間にスペーサを配置して、桁部をシールしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明に係る翼構造は、桁部が部分的に後方に突出する後退部を有し、この桁部の後退部を除く部分が従来より広い閉断面を形成するため、桁部のみで翼構造の捩り剛性の低下を防ぐことができる。この結果、翼構造の捩り剛性を高めるための補強用部材を別途設ける必要がないので、軽量で高強度の翼構造となり、製造上のコストを低減させることもできる。
【００４９】
請求項２記載の発明によれば、繊維強化複合材料製の比較的軽量で高強度な翼構造を比較的容易に一体的に製造することができる。従って、従来のように桁部用部材、前縁部用部材、外板部用部材などを別々に製作した後に接合するという工程を経る必要がなく、翼構造の製造上の労力・コストを格段に低減させることができる。
【００５０】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果を奏するのは勿論のこと、請求項１記載の翼構造を製造することができる。すなわち、請求項３記載の発明によって製造された翼構造は、桁部が部分的に後方に突出する後退部を有し、この桁部の後退部を除く部分が、従来より広い閉断面を形成するため、高い捩り剛性を有する。この結果、捩り剛性を高めるための補強用部材を別途設ける必要がなく、低コストで高品質の翼構造を製造することができる。
【００５１】
請求項４記載の発明によれば、繊維強化複合材料製の比較的軽量で高強度な翼構造を比較的容易に一体的に製造することができる。従って、従来のように桁部用部材、前縁部用部材、外板部用部材などを別々に製作した後に接合するという工程を経る必要がなく、翼構造の製造上の労力・コストを格段に低減させることができる。
【００５２】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の翼構造を比較的容易に一体的に製造することができる。すなわち、請求項４記載の発明によって製造された翼構造は、桁部が部分的に後方に突出する後退部を有し、この桁部の後退部を除く部分が、従来より広い閉断面を形成するため、高い捩り剛性を有する。この結果、捩り剛性を高めるための補強用部材を別途設けることなく、低コストで高品質の翼構造を製造することができる。特に、切欠部用金型を使用することによって、金型取付用切欠部を精度よく形成することができ、高品質な翼構造を製造することができる。
【００５３】
請求項５記載の発明によれば、桁部用ドライプリフォームの代わりにあらかじめ製造した桁部を配置することにより、前方および後方フレキシブルマンドレルや切欠部用金型をきわめて配置し易くなる。従って、翼構造を製造する際の労力をさらに低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る翼構造を説明するための説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図（上から見た図）、（ｃ）は翼構造内部に設けられる金具取付部分の桁部の一部拡大斜視図である。
【図２】図１に示した翼構造の製造方法を説明するための説明図である。
【図３】図１に示した翼構造の製造方法を説明するための説明図であり、（ａ）は、前方および後方フレキシブルマンドレルを配置した状態を示すものであり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ部分の断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ部分の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る翼構造の製造方法を説明するための説明図であり、（ａ）は、前方フレキシブルマンドレルと切欠部用金型と後方バッグフィルムとフィラーとを配置した状態を示すものであり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ部分の断面図である。
【図５】従来の金具取付用切欠部を有する翼構造を説明するための説明図である。
【図６】従来の金具取付用切欠部を有する翼構造を説明するための説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１０翼構造
１１外板部
１１’ｄ下側外板部用ドライプリフォーム
１１’ｕ上側外板部用ドライプリフォーム
１２前縁部
１２’ 前縁部用ドライプリフォーム
１３桁部
１３ｂ後退部
１３ｆフランジ
１３’ 桁部用ドライプリフォーム
１４長さ方向端部
１４’ 長さ方向端部用ドライプリフォーム
２０金具取付用切欠部
３０作業孔
４０前方フレキシブルマンドレル
４１バッグフィルム
４２ビーズ
４０’ 前方フレキシブルマンドレル
５０後方フレキシブルマンドレル
５１バッグフィルム
５２ビーズ
５１’ 後方バッグフィルム
６０切欠部用金型
７０フィラー
１００可動翼
１１０前縁部
１２０金具取付用切欠部
１３０桁部
１４０上型外板部
１５０下側外板部
１６０長さ方向端部

Claims

前縁部に金具取付用切欠部を有する翼構造において、
前桁部が、前記金具取付用切欠部の形状に対応して後方に突出する後退部を有し、
前記後退部が前記金具取付用切欠部の後方に配置され、前記前桁部の前記後退部を除く部分が前記金具取付用切欠部の側方に配置されたことを特徴とする翼構造。
翼構造を製造するにあたり、
下側外板部用、上側外板部用、前縁部用および桁部用のドライプリフォームを調製するドライプリフォーム調製工程と、
下型を配置する下型配置工程と、
前記下型の上に、下側外板部用ドライプリフォームと、前縁部用ドライプリフォームと、桁部用ドライプリフォームとを配置する第１次ドライプリフォーム配置工程と、
前記前縁部用ドライプリフォームと前記桁部用ドライプリフォームとから形成される空間に、この空間と同一膨張形状を有するバッグフィルムの内部にシリコンゴム製のビーズを主構成要素とした複数のビーズを充填した前方フレキシブルマンドレルを配置する前方フレキシブルマンドレル配置工程と、
前記桁部用ドライプリフォームと前記下側外板用ドライプリフォームとから形成される空間に、製造する翼構造の桁部後方空間と同一膨張形状を有するバッグフィルムの内部にシリコンゴム製のビーズを主構成要素とした複数のビーズを充填した後方フレキシブルマンドレルを配置する後方フレキシブルマンドレル配置工程と、
前記後方フレキシブルマンドレルの上に上側外板用ドライプリフォームを配置する第２次ドライプリフォーム配置工程と、
前記上側外板用ドライプリフォームの上に上型を配置する上型配置工程と、
前記上型、前記下型、前記前方フレキシブルマンドレルおよび前記後方フレキシブルマンドレルによって形成された空間から空気を排出する排気工程と、
各ドライプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、
含浸させた樹脂を加熱して硬化させる加熱工程と、
前記上型および下型を取り外す脱型工程と、
前記前方および後方フレキシブルマンドレルを排出する排出工程と
を備えることを特徴とする翼構造の製造方法。
前記桁部用ドライプリフォームが、
前記金具取付用切欠部の形状に対応して後方に突出する後退部を有するものであることを特徴とする請求項２記載の翼構造の製造方法。
外板部と前縁部と桁部とを備え、前記前縁部に金具取付用切欠部を有する翼構造を製造するにあたり、
下側外板部用、上側外板部用、前縁部用および桁部用のドライプリフォームを調製するドライプリフォーム調製工程と、
下型を配置する下型配置工程と、
前記下型の上に、下側外板部用ドライプリフォームと、前縁部用ドライプリフォームと、桁部用ドライプリフォームとを配置する第１次ドライプリフォーム配置工程と、
前記前縁部用ドライプリフォームと前記桁部用ドライプリフォームとから形成される空間に、製造する翼構造の桁部前方空間の前記金具取付用切欠部に対応する部分と同一形状を有する切欠部用金型と、前記金具取付用切欠部に対応する部分を除いた部分と同一膨張形状を有するバッグフィルムにシリコンゴム製のビーズを主構成要素とする複数のビーズを充填した前方フレキシブルマンドレルとを配置する前方中子配置工程と、
前記桁部用ドライプリフォームと前記下側外板用ドライプリフォームとから形成される空間に、後方中子治具を配置する後方中子配置工程と、
前記後方中子治具の上に上側外板用ドライプリフォームを配置する第２次ドライプリフォーム配置工程と、
前記上側外板用ドライプリフォームの上に上型を配置する上型配置工程と、
前記上型、前記下型、前記切欠部用金型、前記前方フレキシブルマンドレルおよび前記後方中子治具とから形成される空間から空気を排出する排気工程と、
各ドライプリフォームに熱硬化性樹脂を含浸させる樹脂含浸工程と、
含浸させた樹脂を加熱して硬化させる加熱工程と、
前記上型、前記下型、前記切欠部用金型、前記前方フレキシブルマンドレルおよび前記後方中子治具を取り外す脱型工程と
を備えることを特徴とする翼構造の製造方法。
請求項２、３または４記載の翼構造の製造方法の第１次ドライプリフォーム配置工程において、
別途硬化成形した桁部を前記桁部用ドライプリフォームに代えて配置することを特徴とする翼構造の製造方法。