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JPS5917647B2 - 航空機のキャビン製造方法 - Google Patents
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JPS5917647B2 - 航空機のキャビン製造方法 - Google Patents

航空機のキャビン製造方法

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JPS5917647B2
JPS5917647B2 JP50140084A JP14008475A JPS5917647B2 JP S5917647 B2 JPS5917647 B2 JP S5917647B2 JP 50140084 A JP50140084 A JP 50140084A JP 14008475 A JP14008475 A JP 14008475A JP S5917647 B2 JPS5917647 B2 JP S5917647B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヘリコプタ等の航空機のギヤピンを製造する
方法に関する。
一般に、航空機のギヤピンは、薄い金属壁を特９ 殊な
形状をした補強用型材に固定して造られているのである
が、その加工は複雑であることから、極めて精密な工具
を要するうえ、高度の熟練を要し、製造コストが高くつ
くものであつた。
さらに、ギヤピンには窓等の切欠部が設けられ５ るこ
とから、このような切欠きによる強度の低下を補償する
ために、カセットのような結合材や局部的補強材を配置
している。
この局部的補強材を配置する場合の一例としては、炭素
のホウ素等の高い抵抗力を有するフイラ０ メントを積
層して形成した補強材を製造用金属型材のウェブやフラ
ンジに適宜選択して固定し、航空機の旋回中に受ける静
力学的あるいは動力学的な応力に見合つた慣性と表面を
得るようにしている。
５ ところが、これらの補強材等の組付作業は手間を要
し、コスト高の原因となるうえ、補強材の付加によつて
ギヤピン全体の重量が増加する。
本発明はこのような点に鑑み提案されたもので、簡単か
つ安価に抵抗力のある航空機のギヤピンを００製造する
方法を提供するものである。本発明の方法は回転成型技
術によるものであつて、構造物の形状に形成された成型
金型の内部に熱良導体からなる抵抗力のある形状に形成
された補強材を、少なくともその一部が成形金型の内壁
に５に沿う状態に位置させ、適当な合成樹脂を成型金型
内に導入し、回転成型した後に、その補強材が構造物の
主な耐抗力骨枠を構成するようにしたことを特徴として
いる。以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第１図及び第２図は回転成型装置１の縦断面図を示し、
これは第３図及び第４図に示すヘリコプターの操縦室２
を製造するものである。第１図と第２図において、成型
装置は熱流体を循還可能にした二重壁から成る周知の形
式のものである。
この例が本発明の範囲を限定するものではなく、他の形
式の成型装置（例えば、回転式金型を内部に据えて熱囲
壁を設けたもの）を使つても良いことはいうまでもない
。第１図と第２図に示す成型装置１は、固定されたベア
リング６，７内で回転する軸４，５により、水平軸Ｘ−
Ｘの周りに回転可能な二重囲壁からなる。
軸４，５は中空にしてあり、囲壁３の二重壁の中間の空
間と連通させてある。
囲壁３の内部に二重壁の金型９がＸ−Ｘ軸と直交するＹ
−Ｙ軸の周りに回転可能にして配置してある。そして、
互いに相対回転する二つの部分１０ａ，１０ｂからなる
ロータリベアリング１０で囲壁３を金型９に連結する。
さらに、金型９を熱不良導体のプレート１１で閉塞し、
そのプレートの中央に開口部を設け、Ｙ−Ｙ軸と同心で
囲壁３の二重壁の中間の空間８に開口させたスリーブ１
２をその開口部を通り抜けさせる。金型９は、特に成型
のために二つの部分に分離できるようにしてもよい。金
型９の二重壁の中間の空間１３は、一方ではロータリー
ベアリング１０を通り抜けて導出される導管１６を通じ
て外部に連通されるとともに、他方ではオリフイス１５
と金型９及び囲壁３で形成される空間１４とロータリベ
アリング１０の二つの部分１０ａ，１０ｂに設けた導管
１７と開口部１８と中間中空部８と軸５とを経て外部に
連通させてある。
金型９の内部の空間１９はヘリコプタの操縦室２に相当
する。
第３図ないし第９図に示すように、ヘリコプタの操縦室
２は、金属製型材２０ないし２４からなる骨枠に合成樹
脂材料よりなる薄板２６を連結して形成してある。
これらの型材の全体または一部は上記合成樹脂材に埋入
させてある。例えば、金属製型材２０は側扉２７の骨枠
を形成している。
それらは第５図に示すように、断面がほぼＵ字形に形成
してあり、その両腕部の一部を壁２６の合成樹脂材に埋
人させてある。このＵ型材は操縦室の内側に配置し、扉
２７の骨枠に十分な強度を与えて異常に大きい変形を防
ぎ、短い方の腕２８によつて柔軟性を与えるために、封
止に良い溝２９を形成するようにしてある。
各金属製型材２０は骨枠の主な抵抗力のある部分を確保
し、適当な限度内でその断面の変形を吸収する。その断
面は構造物にとつて、抵抗力／重量の比において得られ
る最適のものとなり、簡単で経済的な生産へと導くもの
である。第６図、第７図はその天蓋３１の骨枠の生産方
法を示す。
第６図は、第５図と同じ方法で、合成樹脂部分３２で閉
じられたほぼＵ字形の金属製型材２２からなり、その型
材２２の両腕部は、合成樹脂材にその一部を埋入してあ
る。第７図は上記骨枠の変形例を示し、この簡潔で正確
な形状の金属製型材２１は合成樹脂材３４よりなる被覆
材の中に完全に埋入してあるのを示している。
この型材２３の断面は、さらに合成樹脂製の上記被覆材
で閉じ込んで局部的に補強してもよく、また、条材に形
成した合成樹脂製型材３４をそこに挿入して補強しても
よい。このように三つの部材を組合せることによつて、
その構造物内での種々の使用条件に適した強度と断面の
補強部材を得ることができることになる。もちろん、幾
種かの組合せがこの例から考え出されるし、合成樹脂製
部材３４を金属製のものに代えたり、あるいはなくして
しまつても良い。
第９図は操縦室２の床３５との接続部に開いた逆へ字型
の金属製型材２４を追加して補強する方法を示す。この
ように合成樹脂部分の連続を確保するための接続は、例
えば、計器盤を固定したり、錠の取付部を特に局部的補
強をしたりする個所にも容易に適用できる。次に本発明
方法の実施手順例を図に基づき説明する。
第３図ないし第９図に示したヘリコプタの操縦室２は、
第１図と第２図を参考に記述された成型装置１の回転成
型により、次の手順で簡単に製造できる。
即ち、成型金型９内で金型９の所定位置に金属製型材２
０−２４あるいは３４を、金型表面との間に適当な間隔
を隔てた状態で周知の手段により相対固定し、成型金型
９内の空間部（成型室）１９に所要量の粉末合成樹脂材
料を入れる。
この工程においては成型装置１は冷たくしてある。合成
樹脂材料としては、例えば、ブタジエン、スチレン、ポ
リカーボネイト、ポリメタクリレート、ポリオレフイン
、ポリウレタン、ポリス１レホン、ポリプロピレン、酸
化ないし硫化ポリフエニレン、ポリアミド等が用いられ
る。これらの材料は微粉末あるいは短繊維状にして供給
される。金型内に供給する合成樹脂材料の量は、操縦室
２の重量、壁２６の厚み、型材２０−２４，３４の被覆
の厚みなどを考慮して決定される。合成樹脂材料を導入
した後、図外のロツク装置で金型をロツクし、Ｘ−Ｘ軸
とＹ−Ｙ軸の周りに回転させるとともに、金型９内の空
間１３に熱い熱流体を、中空軸５内を通る導管１６から
流入させて金型９を加熱する。
この熱流体は金型９内の空間１３から囲壁３と金型９と
の間の空間１４、囲壁３内の空間８を次々に通り抜けて
成型装置１の外部に排出される。一方、周知の方法によ
り、不活性ガスを通路２５から金型９内の空間部１９内
に注入する。成型装置１内の合成樹脂材料が溶解した後
に熱流体と同じ径路を使つて冷却流体と入れ替える。
このときにも、回転運動は継続して行われている。冷却
の終期に成型装置１の回転運動を停止し、金型のロツク
を外して製品（操縦室）をそこから取出す。満足な結果
を得るためには、金属製型材を、正しい熱伝達を行ない
溶解した合成樹脂材料の流れをうまく促がすように配置
しなければならない。型材のうちむき出しにすべき部分
は、それらを合成樹脂材料の被覆から護るために、アス
ベスト等の遮熱材で被覆する。同様に、遮熱材を用いる
ことによつて、窓穴３１と扉２７との位置を除外するこ
とも可能である。
しかし、場合によつては、製品ができた後に種種の切断
によつて開口する方が、溶解した合成樹脂材料が循還し
ても触れない金型の部分を設計するよりも、経済的理由
から時には望ましいこともある。
例えば、局部的に非常に精巧な形状の場合（特に扉とか
窓穴の骨枠）、型材を連続的に設けるけるのが困難とな
るが、本発明によれば、その型材を数個の部品に分割す
ることができる。
これらの部品を合成樹脂材料に埋入すれば、結合に関す
る問題は全て簡単に解決される。どのような骨枠の形状
を形成するためであつても回転式成型が行なえることの
利点は、第５図第８図に示すように、型材の種々の配置
をいろいろ組合せることによつて各部に必要十分な強度
が得られる。
実際、合成樹脂材料と金属との組合せで、混み入つた種
々の断面を有する型を造ることができる。これにより、
プラスチツク製の微妙な断面やねじれた形状の部材を成
型することができ、金属製型材で簡単に外形をしつかり
と形成することができる。
このように、金属製型材を用いたり、それに補強部材３
４のような簡潔な補強材を併用することにより、抵抗力
のある機体構造物の製造に適用した回転成型で特に開口
部の骨枠の微妙な問題が解決できる。
第１図及び第２図と同様の回転成型装置で、航空機の胴
体部を造ることも可能である。
第１０図は、航空機のテールビームないし胴体部を形成
する二種の金属製部材の斜視図である。
この斜視図は、抵抗力のある骨枠を形成するリング４２
と、縦桁４３を組立てた位置においたもので、合成樹脂
を注入する前のものを示す。この構造物の被覆をした後
は、リングと縦桁の結合が、これらの部材の縦と周囲の
フランジ４４，４５を、第１０図Ｍ−Ｍ断面を表わす第
１１図に示すように被覆することによつて行なわれる。
これらの結合部の機械的性質を改善するためには、高い
抵抗力のある短繊維（例えばガラス、炭素、ホウ素等を
短く切つた繊維）をプラスチツク材料とともに挿入して
、局部的補強のための支持材にすればよい。また、本発
明では同種ないし異種の複数のプラスチツク層を重ねる
ようにすることもできるし、樹脂を選んで、透明の部品
を構成するようにもできる。
なお、本発明方法は航空機だけでなく、自動車の車体、
船体等の製造にも応用することができる。
以上に述べたように、本発明方法では、回転成型金型の
内面にＵ字形補強材を沿わせて配置し、空間１３から囲
壁３と金型９との間の空間１４、囲壁３内の空間８を次
々に通り抜けて成型装置１の外部に排出される。一方、
周知の方法により、不活性ガスを通路２５から金型９内
の空間部１９内に注入する。成型装置１内の合成樹脂材
料が溶解した後に熱流体と同じ径路を使つて冷却流体と
入れ替える。
このときにも、回転運動は継続して行われている。冷却
の終期に成型装置１の回転運動を停止し、金型のロツク
を外して製品（操縦室）をそこから取出す。満足な結果
を得るためには、金属製型材を、正しい熱伝達を行ない
溶解した合成樹脂材料の流れをうまく促がすように配置
しなければならない。型材のうちむき出しにすべき部分
は、それらを合成樹脂材料の被覆から護るために、アス
ベスト等の遮熱材で被覆する。同様に、遮熱材を用いる
ことによつて、窓穴３１と扉２７との位置を除外するこ
とも可能である。
しかし、場合によつては、製品ができた後に種種の切断
によつて開口する方が、溶解した合成樹脂材料が循還し
ても触れない金型の部分を設計するよりも、経済的理由
から時には望ましいこともある。
例えば、局部的に非常に精巧な形状の場合（特に扉とか
窓穴の骨枠）、型材を連続的に設けるけるのが困難とな
るが、本発明によれば、その型材を数個の部品に分割す
ることができる。
これらの部品を合成樹脂材料に埋人すれば、結合に関す
る問題は全て簡単に解決される。どのような骨枠の形状
を形成するためであつても回転式成型が行なえることの
利点は、第５図第８図に示すように、型材の種々の配置
をいろいろ組合せることによつて各部に必要十分な強度
が得られる。
実際、合成樹脂材料と金属との組合せで、混み入つた種
々の断面を有する型を造ることができる。これにより、
プラスチツク製の微妙な断面やねじれた形状の部材を成
型することができ、金属製型材で簡単に外形をしつかり
と形成することができる。
このように、金属製型材を用いたり、それに補強部材３
４のような簡潔な補強材を併用することにより、抵抗力
のある機体構造物の製造に適用した回転成型で特に開口
部の骨枠の微妙な問題が解決できる。
第１図及び第２図と同様の回転成型装置で、航空機の胴
体部を造ることも可能である。
第１０図は、航空機のテールビームないし胴体部を形成
する二種の金属製部材の斜視図である。
この斜視図は、抵抗力のある骨枠を形成するリング４２
と、縦桁４３を組立てた位置においたもので、合成樹脂
を注入する前のものを示す。この構造物の被覆をした後
は、リングと縦桁の結合が、これらの部材の縦と周囲の
フランジ４４，４５を、第１０図Ｍ−Ｍ折面を表わす第
１１図に示すように被覆することによつて行なわれる。
これらの結合部の機械的性質を改善するためには、高い
抵抗力のある短繊維（例えばガラス、炭素、ホウ素等を
短く切つた繊維）をプラスチツク材料と、ともに挿入し
て、局部的補強のための支持材にすればよい。また、本
発明では同種ないし異種の複数のプラスチツク層を重ね
るようにすることもできるし、樹脂を選んで、透明の部
品を構成するようにもできる。
なお、本発明方法は航空機だけでなく、自動車の車体、
船体等の製造にも応用することができる。
以上に述べたように、本発明方法では、回転成型金型の
内面にメインフレームとなるＵ字形補強材を沿わせて配
置し、成型金型を相異なる二軸を中心として複合回転さ
せることにより、薄肉の合樹脂壁内に補強材の少なくと
も一部を埋入させるようにしているので、補強材が窓や
扉用開口部の骨枠を形成したり、縦桁を形成したりする
ことになり、任意の形状と抵抗力とを有する薄肉の合成
樹脂製構造物を超精密工具や高い熟練度を要することな
く、簡単に得ることができる。また、本発明では、カセ
ット等の結合材や積層合成樹脂による局部的補強を省略
することができ、全体の重量を軽量化することができる
。
更に、局部的に補強される部分やメインフレームとなる
補強材を考慮に入れて金型を設計することにより、正確
かつ極めて低コストで航空機のセルユニツトを多量生産
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明方法に使用するヘリコプタの操縦室を製
造するための金型の概略断面図、第２図は第１図の−線
断面図、第３図は製品としての操縦室の一部正面図、第
４図は操縦室の平面図、第５図は第３図の−線断面図６
第６図と第７図は第３図の−線の拡大断面図、第８図は
第図の−線断面図、第９図は第４図−線断面図、第１０
図は回転成型金型内に合成樹脂材料を入れる前のヘリコ
プタのテイルブームに関する抵抗力のある部材の配置を
示す斜視図、第１１図は成型後における第１０図のＸＩ
Ｖ−線に対応する断面図である。 ９・・・・・・成型金型、２０−２４・・・・・・型材
、２６・・・・・・殼状構造壁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 薄肉の殼状構造壁に窓や扉用の開口部を形成すると
    ともに、その内部に殼状構造壁から連出した内装床を配
    置してなる航空機のキヤビンを製造するにあたり、骨枠
    となる金属製型材で前記開口部の側枠部材及び殼状構造
    壁と床材との連結部を構成し、この金属製型材をキヤビ
    ン外観形状を形成する成型金型内の成形室内で金型内面
    との間に僅かな隙間を持たせた状態で成型金型の内面に
    沿わせて配置し、金属製型材を成型金型に相対固定し、
    成型金型の開口を遮熱材で閉塞するとともに、金属製型
    材の表面を必要に応じて遮熱材で被覆し、成形金型内に
    壁体形成用熱可塑性材料を導入し、成型金型を方向の異
    なる２本の回転軸心を回転中心として、複合回転させな
    がら金型を加熱することにより、金型周面に熱可塑性材
    料を被着させて薄肉の殼状構造壁を形成するとともに、
    前記金属製型材の少なくとも一部に熱可塑性材料を被覆
    させて殼状構造壁と金属製型材とを一体に結合させたこ
    とを特徴とする航空機のキヤビン製造方法。
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