專利名稱：復(fù)合材料箱、翼及復(fù)合材料箱的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)部貯存有燃料的箱，特別是涉及適用于與航空器的翼一體地形成的箱(下面，記為“整體箱”)的優(yōu)選的復(fù)合材料箱、具備復(fù)合材料箱的翼及復(fù)合材料箱的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，貯存有燃料的燃料箱中，由鋁合金等金屬形成的箱為主體，特別是由于航空器領(lǐng)域的整體箱中構(gòu)成箱的部件的部分或全部與構(gòu)成主翼的金屬部件共用，所以由金屬形成。近年來，在航空器等輸送設(shè)備領(lǐng)域，以輕量化及由此而產(chǎn)生的高性能化為目的，對于機(jī)體及主翼等構(gòu)成要素開始使用強(qiáng)化塑料等復(fù)合材料。于是，在與主翼共用構(gòu)成的部件的整體箱中，也用復(fù)合材料形成箱的一部分或整體，關(guān)于由復(fù)合材料形成的燃料箱有各種提案(例如，參照專利文獻(xiàn)1及2)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平07-172395號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平07-033089號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
例如，在使用碳纖維強(qiáng)化塑料(下面，記為“CFRP”)作為構(gòu)成燃料箱的強(qiáng)化塑料的情況下，為了形成用于與增強(qiáng)材料等的接合的貫通孔等而對CFRP實(shí)施切削加工時(shí)，在切削加工部的周圍產(chǎn)生毛刺。產(chǎn)生毛刺時(shí)，存在易產(chǎn)生CFRP的強(qiáng)度劣化的問題。進(jìn)而，用于上述的接合的配對方的構(gòu)造部件由具有與鋁等CFRP不同的電位的材料形成時(shí)，在構(gòu)造部件和燃料箱的接觸部形成局部電池，這些電位不同的材料彼此經(jīng)由水等電解溶液而接觸時(shí)，存在在電位低的金屬上產(chǎn)生腐蝕這種問題。S卩，構(gòu)成CFRP的碳纖維為貴金屬且電氣上貴，與鋁等電氣上賤的金屬材料相比， 穩(wěn)定性高，所以構(gòu)造部件和燃料箱接觸時(shí)，具有在穩(wěn)定性低的構(gòu)造部件產(chǎn)生腐蝕這種問題。為了解決使用上述的CFRP的情況下的問題，公知有，在由CFRP構(gòu)成的部件的表層設(shè)有玻璃纖維強(qiáng)化塑料(下面，記為“GFRP”)的方法。然而，由于GFRP為絕緣材料，所以存在易產(chǎn)生在燃料和燃料箱之間發(fā)生的流動(dòng)帶電現(xiàn)象造成的帶電的問題。進(jìn)而，這種可能成為引火源的帶電由于不適合美國聯(lián)邦航空規(guī)則(FAR25.981)，所以具有難以應(yīng)用于航空器的燃料箱的問題。由現(xiàn)有的鋁合金等金屬形成的燃料箱因鋁合金等金屬導(dǎo)電率高，所以難以產(chǎn)生在燃料和燃料箱之間發(fā)生的流動(dòng)帶電現(xiàn)象造成的帶電。本發(fā)明是為了解決上述課題而創(chuàng)立的，提供能夠抑制帶電及腐蝕的產(chǎn)生并且能夠抑制強(qiáng)度劣化的復(fù)合材料箱、具備復(fù)合材料箱的翼及復(fù)合材料箱的制造方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供下面的方法。
本發(fā)明第一方面提供一種復(fù)合材料箱，其特征在于，設(shè)有箱主體，具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，至少覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及多個(gè)導(dǎo)通部，可使電荷從在該第二樹脂部與所述可燃物相接觸的面向所述第一樹脂部進(jìn)行移動(dòng)，所述第二樹脂部所包含的纖維比所述第一樹脂部所包含的纖維的電阻率高，且所述第二樹脂部為隔離所述第一樹脂部及所述金屬部的層。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的復(fù)合材料箱，由于在第二樹脂部設(shè)有導(dǎo)通部，所以與沒有設(shè)置導(dǎo)通部的情況相比，第二樹脂部帶有的電荷量減少。例如，貯存于箱主體的可燃物為燃料等液體的情況下，在箱主體的內(nèi)面產(chǎn)生流動(dòng)帶電。第二樹脂部所包含的纖維比第一樹脂部所包含的纖維的電阻率高，所以第二樹脂部比第一樹脂部易帶電。這時(shí)，若第二樹脂部的導(dǎo)通部附近的帶電量達(dá)到規(guī)定的值，則第二樹脂部帶有的電荷經(jīng)由導(dǎo)通部向第一樹脂部移動(dòng)。由于以覆蓋第一樹脂部的與金屬部相鄰的區(qū)域的方式配置第二樹脂部，換言之， 由于在第一樹脂部和金屬部之間配置有第二樹脂部，所以能夠抑制金屬部的腐蝕。S卩，由于第二樹脂部作為隔離第一樹脂部和金屬部的層發(fā)揮作用，所以與第一樹脂部和金屬部直接接觸的情況相比，構(gòu)成金屬部的金屬材料難以離子化。因此，與第一樹脂部和金屬部直接接觸的情況相比，難以產(chǎn)生金屬材料的腐蝕。優(yōu)選的是，在上述第一方面的復(fù)合材料箱中，所述導(dǎo)通部為從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成的部分。根據(jù)該構(gòu)成，例如，與在第二樹脂部設(shè)有貫通孔狀的導(dǎo)通部的情況相比，能夠進(jìn)一步抵制金屬部的腐蝕。S卩，因?yàn)榈谝粯渲勘粌H由樹脂形成的導(dǎo)通部覆蓋，所以不會(huì)與可燃物中包含的水分等接觸。因此，金屬部不會(huì)經(jīng)由水分與第一樹脂部所包含的纖維電連接，抑制金屬部的腐蝕。優(yōu)選的是，在上述第一方面的復(fù)合材料箱中，所述第二樹脂部為在將所述纖維形成為平面狀的材料中含浸所述樹脂而成的部分，所述導(dǎo)通部為使所述纖維缺欠的部分。作為將所述纖維形成為平面狀的例子，可列舉出使纖維交叉的材料，優(yōu)選作為平紋組織、緞紋組織等一層的織物而形成。作為其它的例子也可使用纖維平行的一方向材料。根據(jù)該構(gòu)成，不會(huì)形成成為復(fù)合材料箱的強(qiáng)度劣化的原因的毛刺等，能夠容易地形成導(dǎo)通部。具體地說，可以例示通過從將纖維形成為平面狀的材料形成使纖維缺欠的部分， 進(jìn)而含浸樹脂，而一體地形成第二樹脂部及導(dǎo)通部的情況、和在將纖維形成為平面狀的材料中含浸樹脂后，形成缺欠纖維的部分的情況。因此，能夠形成從第二樹脂部的與可燃物相接觸的面貫通至第一樹脂部的僅由樹脂形成的導(dǎo)通部。使纖維缺欠的方法可以例示抽出形成為平面狀的纖維的一部分的方法、切斷形成為平面狀的纖維的一部分的方法等。進(jìn)而，也可以為，在第一樹脂部或固化前的第一樹脂部多層復(fù)合(層疊)在將纖維成的材料，使樹脂固化后，以物理方式或通過施加電壓形成作為導(dǎo)通部的針孔。本發(fā)明的第二方面提供一種翼，其特征在于，設(shè)有所述本發(fā)明的復(fù)合材料箱，該復(fù)合材料箱的所述第一樹脂部至少構(gòu)成翼盒的一部分。根據(jù)上述本發(fā)明的第二方面的翼，因一體地設(shè)有上述本發(fā)明的復(fù)合材料箱，所以能夠抑制帶電及腐蝕的產(chǎn)生，能夠抑制強(qiáng)度劣化。在此，所謂應(yīng)用復(fù)合材料箱的第一樹脂部的翼盒是指翼的主要構(gòu)造部位，是將作為翼外板(Skin Panel)的上翼外板及下翼外板、作為前后橫梁的翼梁(Spar)、作為翼肋的肋、作為縱通材的縱梁(Stringer)等進(jìn)行組合而成的部分，至少翼盒的一部分為上翼外板、下翼外板、翼梁、肋、及縱梁中的至少一個(gè)。而且，第一樹脂部和由金屬材料形成的部件的組合可以例示，由第一樹脂部形成的上下的翼外板和由金屬材料形成的肋的組合、由第一樹脂部形成的上下的翼外板和緊固件、肋、夾子等由金屬材料形成的結(jié)合部件(下面，記為“金屬部件”)的組合、由第一樹脂部形成的翼梁和由金屬材料形成的肋的組合、由第一樹脂部形成的翼梁和金屬部件的組合、 由第一樹脂部形成的肋和金屬部件的組合、由第一樹脂部形成的縱梁和金屬部件的組合寸。本發(fā)明第三方面提供一種復(fù)合材料箱的制造方法，所述復(fù)合材料箱設(shè)有箱主體， 具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及在該第二樹脂部中從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成的多個(gè)導(dǎo)通部，其特征在于，具有將所述第二樹脂部的所述纖維形成為平面狀并且使所述纖維局部缺欠的工序；在形成為平面狀的所述纖維中含浸所述樹脂而形成預(yù)浸料坯的工序；及使含浸于所述預(yù)浸料坯的樹脂固化的工序。將所述纖維形成為平面狀的方法的例子可列舉出使纖維交叉而形成的方法、優(yōu)選作為平紋組織、緞紋組織等的一層的織物而形成的方法。本發(fā)明第四方面提供一種復(fù)合材料箱的制造方法，所述復(fù)合材料箱設(shè)有箱主體， 具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及在該第二樹脂部中從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成的多個(gè)導(dǎo)通部，其特征在于，具有將所述第二樹脂部的所述纖維形成為平面狀的工序；在形成為平面狀的所述纖維中含浸而所述樹脂形成預(yù)浸料坯的工序；從所述預(yù)浸料坯使所述纖維局部缺欠的工序；及使含浸于所述預(yù)浸料坯的樹脂固化的工序。根據(jù)上述本發(fā)明第四方面的復(fù)合材料箱的制造方法，能夠不進(jìn)行成為箱主體的強(qiáng)度劣化的原因的切削加工而容易地形成導(dǎo)通部。具體而言，從將纖維形成為平面狀的材料形成缺欠纖維的部分，進(jìn)而，通過含浸樹脂，能夠一體地形成第二樹脂部及導(dǎo)通部，或通過從在將纖維形成為平面狀的材料中含浸樹脂而形成的預(yù)浸料坯形成缺欠纖維的部分，由此，能夠一體地形成第二樹脂部及導(dǎo)通部。因此，不進(jìn)行切削加工，而能夠形成從第二樹脂部的與可燃物相接觸的面貫通至第一樹脂部的僅由樹脂形成的導(dǎo)通部。本發(fā)明第五方面提供一種復(fù)合材料箱的制造方法，所述復(fù)合材料箱設(shè)有箱主體， 具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及在該第二樹脂部中從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成多個(gè)導(dǎo)通部，其特征在于，具有將形成所述第二樹脂部的所述纖維形成為平面狀的工序；在形成為平面狀的所述纖維中含浸所述樹脂而形成預(yù)浸料坯的工序；使含浸于所述預(yù)浸料坯的樹脂固化的工序；及以物理方式或通過施加電壓而在樹脂已固化的所述第二樹脂部形成所述多個(gè)導(dǎo)通部的工序。根據(jù)上述本發(fā)明第五方面的復(fù)合材料箱的制造方法，不會(huì)使箱主體的強(qiáng)度劣化， 而能夠容易地形成導(dǎo)通部。根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合材料箱、具備復(fù)合材料箱的翼及復(fù)合材料箱的制造方法，以覆蓋第一樹脂部的與金屬部相鄰的區(qū)域的方式配置第二樹脂部，并且在第二樹脂部設(shè)有導(dǎo)通部，因此，起到可以抑制流動(dòng)帶電及腐蝕的產(chǎn)生并且能夠?qū)崿F(xiàn)制造性的提高這種效果。


圖1是說明設(shè)有本發(fā)明一實(shí)施方式的燃料箱的主翼的構(gòu)成的立體圖；圖2是說明圖1的燃料箱的構(gòu)成的X-X剖面視圖；圖3是說明圖2的上翼外板和肋的接合部的構(gòu)成的剖面視圖；圖4是說明形成于圖3的內(nèi)面層的導(dǎo)通部的構(gòu)成的示意圖；圖5是說明相對于電暈帶電裝置的電暈電壓的GFRP的初始表面電位的曲線圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1 圖4對本發(fā)明的一實(shí)施方式的主翼進(jìn)行說明。圖1是說明設(shè)有本實(shí)施方式的燃料箱的主翼的構(gòu)成的立體圖。圖2是說明圖1的燃料箱的構(gòu)成的X-X剖視圖。本實(shí)施方式中，適用于由CFRP等復(fù)合材料構(gòu)成的航空器的主翼(翼)1且在內(nèi)部一體地構(gòu)成有燃料箱(復(fù)合材料箱)20的構(gòu)造而進(jìn)行說明。如圖1及圖2所示，在主翼1上主要設(shè)置有上翼外板11、下翼外板12、翼梁13、肋 14、縱梁15。這些上翼外板11、下翼外板12、翼梁13、肋14、及縱梁15構(gòu)成主翼1的主要構(gòu)造部位即翼盒。進(jìn)而，在主翼1的內(nèi)部與主翼1 一體地設(shè)置有燃料箱20。上翼外板11及下翼外板12為構(gòu)成主翼1的外形的薄板，與翼梁13、肋14、及縱梁 15 一同承受作用于主翼1的拉伸載荷、壓縮載荷的一部分。上翼外板11為構(gòu)成主翼1的上表面的薄板，下翼外板12為構(gòu)成主翼1的下表面的薄板。如圖1及圖2所示，翼梁13為沿主翼1的翼寬方向(圖2的與紙面垂直的方向) 延伸的構(gòu)造部件，為遍及上翼外板11及下翼外板12之間配置的部件。
本實(shí)施方式中，應(yīng)用于在主翼1的前緣LE (Leading Edge)側(cè)和后緣TE (Trailing Edge)側(cè)分別配置有翼梁13的例而進(jìn)行說明。如圖1及圖2所示，縱梁15為在一對翼梁13間沿主翼1的翼寬方向(圖2的與紙面垂直方向)延伸的輔助部件，為遍及上翼外板11及下翼外板12之間配置的部件。進(jìn)而，翼梁13及縱梁15為將作用于主翼1的沿前后方向、、上下方向作用的折彎、 扭轉(zhuǎn)等的力向安裝有主翼1的航空器機(jī)體(未圖示)傳遞的部件。如圖1及圖2所示，肋14為沿主翼1的翼弦方向(圖2的左右方向)延伸并遍及上翼外板11及下翼外板12之間配置的構(gòu)造部件。換言之，肋14為沿與翼梁13大致正交的方向延伸的構(gòu)造部件，為形成為主翼1的剖面形狀的板狀的部件。圖3是說明圖2的上翼外板和肋的接合部的構(gòu)成的剖面視圖。圖3中作為組合的一例，表示由緊固部件16將肋14和上翼外板11連結(jié)的狀態(tài)。翼梁13、縱梁15、肋14使用鉚釘?shù)扔山饘傩纬傻木o固部件16與上翼外板11及下翼外板12連結(jié)。緊固部件16具有圓柱狀地延伸的柄部；直徑比柄部大且配置于柄部的一側(cè)的頭部；及利用配置于另一側(cè)的套環(huán)等連接的尾部。柄部插通形成于上翼外板11及肋14的貫通孔17，尾部配置于肋14的內(nèi)表面，頭部配置于上翼外板11的外表面。如圖1及圖2所示，燃料箱20為貯存航空器的燃料(可燃物)的箱，是在主翼1 的內(nèi)部與主翼1一體地形成的整體箱。如圖1 圖3所示，在燃料箱20設(shè)置有箱主體21和內(nèi)面層(第二樹脂部)22。箱主體21例如為主要通過主要由CFRP構(gòu)成的上翼外板(第一樹脂部)11、下翼外板(第一樹脂部)12、翼梁(第一樹脂部)13及縱梁(第一樹脂部)15、主要由鋁合金構(gòu)成的肋(金屬部)14形成的貯存燃料的容器，為與主翼1 一體地構(gòu)成的構(gòu)造。如上述，也可以主要由CFRP構(gòu)成上翼外板11、下翼外板12、翼梁13及縱梁15，只要主要由CFRP構(gòu)成上翼外板11、下翼外板12、翼梁13、肋14及縱梁15中的至少一個(gè)即可， 沒有特別限定。進(jìn)而，如上所述，箱主體21既可以將上翼外板11、下翼外板12、翼梁13、肋14、及縱梁15等構(gòu)成要素進(jìn)行組合而與主翼1 一體地構(gòu)成，也可以追加除此之外的構(gòu)成要素而與主翼1分體地構(gòu)成，也可以為部分構(gòu)成要素替換成其它構(gòu)成要素的構(gòu)成，沒有特別地限定。上翼外板11及下翼外板12為由CFRP構(gòu)成的板狀的部件。在上翼外板11及下翼外板12的內(nèi)側(cè)的面，換言之，與燃料相接觸的面，如圖3所示，設(shè)有內(nèi)面層22。進(jìn)而，在上翼外板11、下翼外板12及內(nèi)面層22形成有供緊固部件16的柄部插通的貫通孔17。在本實(shí)施方式的構(gòu)成中，內(nèi)面層22是配置于上翼外板11及下翼外板12的內(nèi)側(cè)的面，進(jìn)而配置于翼梁13及縱梁15的表面的層，由GFRP構(gòu)成，該GFRP使用環(huán)氧系樹脂作為母材，并且使用玻璃纖維作為強(qiáng)化纖維。如圖3所示，內(nèi)面層22被配置于如下范圍內(nèi)，該范圍包含上翼外板11、下翼外板12、翼梁13及縱梁15中的至少與肋14接觸的區(qū)域，進(jìn)而形成有供緊固部件16的貫通孔17插通的區(qū)域。因此，內(nèi)面層22與肋14直接接觸，并且在內(nèi)面層22形成有貫通孔17。內(nèi)面層22只要至少配置于包含與肋14等的金屬材料接觸的區(qū)域、形成貫通孔17的區(qū)域的范圍即可，沒有特別地將所配置的位置限定于上翼外板11及下翼外板12的內(nèi)側(cè)的面、翼梁13及縱梁15的表面。圖4是說明形成于圖3的內(nèi)面層的導(dǎo)通部的構(gòu)成的示意圖。如圖4所示，在內(nèi)面層22上設(shè)有多個(gè)導(dǎo)通部23。導(dǎo)通部23為內(nèi)面層22的強(qiáng)化纖維即玻璃纖維缺欠了的部分，是僅由母材即環(huán)氧樹脂形成的部分。導(dǎo)通部23是形成為直徑約Imm或約3mm的圓狀的多個(gè)部分，如圖4所示， 是配置為間距約IOmm的矩陣狀的部分。在此，導(dǎo)通部23經(jīng)由以下的工序形成。首先，制成使構(gòu)成內(nèi)面層22的玻璃纖維交叉而形成平面狀的織物，形成從織物使玻璃纖維部分缺欠而形成貫通孔的部分。使玻璃纖維部分缺欠的方法可以列舉出使用鉆孔機(jī)等在玻璃纖維的織物上形成圓形的孔的方法、從織物拉出玻璃纖維的一部分的方法等。而且，形成在形成有貫通孔的織物中含浸作為母材的環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯。之后，將該預(yù)浸料坯多層復(fù)合(層疊)在第一樹脂部或固化前的第一樹脂部上，通過使樹脂固化形成導(dǎo)通部23。導(dǎo)通部23的大小、配置有導(dǎo)通部23的間距不限于上述的值，可以使用除此之外的值。構(gòu)成內(nèi)面層22的纖維強(qiáng)化塑料可以是使用環(huán)氧樹脂作為母材并使用聚酯纖維、 棉纖維、尼龍纖維作為強(qiáng)化纖維的纖維強(qiáng)化塑料，也可以是使用聚酰亞胺樹脂作為母材并使用玻璃纖維、聚酯纖維、棉纖維、尼龍纖維作為強(qiáng)化纖維的纖維強(qiáng)化塑料，沒有特別限定。形成導(dǎo)通部23的其它工序可以列舉出以下兩個(gè)例子。在第一例子中，首先，制成使構(gòu)成內(nèi)面層22的玻璃纖維交叉而形成平面狀的織物，形成在織物中含浸了作為母材的環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯。而且，從該預(yù)浸料坯使玻璃纖維部分缺欠，形成成為導(dǎo)通部23的部分。這時(shí)，與從由玻璃纖維形成的織物使玻璃纖維部分缺欠的情況相同，可以使用利用鉆孔機(jī)等形成圓形的孔的方法、拉出玻璃纖維的一部分的方法等。之后，將該預(yù)浸料坯多層復(fù)合(層疊)在第一樹脂部或固化前的第一樹脂部上，通過使樹脂固化來形成導(dǎo)通部23。在第二個(gè)例子中，首先，制成使構(gòu)成內(nèi)面層22的玻璃纖維交叉而形成平面狀的織物，形成在織物中含浸了作為母材的環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯。然后，使含浸于該預(yù)浸料坯的樹脂固化。之后，通過物理性或施加電壓而在內(nèi)面層22形成成為導(dǎo)通部23的針孔。物理性地形成成為導(dǎo)通部23的針孔的方法例如例示有用針狀的工具加工針孔的方法。下面，對由上述的構(gòu)成形成的主翼1及燃料箱20的作用進(jìn)行說明。在燃料箱20的內(nèi)部貯存有燃料的狀態(tài)下使燃料移動(dòng)等時(shí)，在構(gòu)成燃料箱20的箱主體21、內(nèi)面層22產(chǎn)生流動(dòng)帶電。由于箱主體21的上翼外板11及下翼外板12由包含具有導(dǎo)電性的碳纖維作為強(qiáng)化纖維的CFRP形成，所以上翼外板11及下翼外板12的流動(dòng)帶電產(chǎn)生的電荷傳遞到構(gòu)成燃料箱20的部件以外的構(gòu)成部件、大氣中等。另一方面，在本實(shí)施方式中，箱主體21的肋14由具有導(dǎo)電性的鋁合金形成，所以與上翼外板11及下翼外板12相同，流動(dòng)帶電產(chǎn)生的電荷傳遞到構(gòu)成燃料箱20的部件以外的構(gòu)成部件。在本實(shí)施方式中，應(yīng)用于由具有導(dǎo)電性的鋁合金形成的肋14和上翼外板11及下翼外板12的組合的例子而進(jìn)行了說明，但也可以適用于CFRP制的肋14和金屬部件的組合、上翼外板11及下翼外板12和金屬部件的組合、CFRP制的翼梁13和金屬制的肋14的組合、CFRP制的翼梁13和金屬部件的組合、CFRP制的縱梁15和金屬部件的組合等，沒有特別限定。內(nèi)面層22由使用玻璃纖維作為強(qiáng)化纖維的GFRP形成，玻璃纖維與碳纖維相比，導(dǎo)電性低。因此，對于內(nèi)面層22，與上翼外板11及下翼外板12相比易帶電。但是，由于在內(nèi)面層22形成有導(dǎo)通部23，因此應(yīng)該在內(nèi)面層22帶電的電荷的一部分經(jīng)由導(dǎo)通部23傳遞到上翼外板11及下翼外板12等，在內(nèi)面層22帶電的電荷減少。圖5是說明相對于電暈帶電裝置的電暈電壓的GFRP的初始表面電位的曲線圖。在此，對在構(gòu)成內(nèi)面層22的GFRP中通過電暈帶電裝置使GFRP的表面帶電，而使電暈電壓變化的情況下的GFRP的初始表面電位進(jìn)行說明。圖5的曲線圖A是說明GFRP的初始表面電位的圖，曲線圖B是說明形成有直徑約 Imm的導(dǎo)通部23的GFRP的初始表面電位的圖，曲線圖C是說明形成有直徑約3mm的導(dǎo)通部 23的GFRP的初始表面電位的圖。在此，曲線圖B及曲線圖C的導(dǎo)通部23間的距離為約IOmm 約13mm。另外，圖5 的初始表面電位為平均5次測定的結(jié)果而得到的值。向GFRP的帶電通過電暈放電而進(jìn)行，電暈放電時(shí)的電壓為^V 25kV。首先，對GFRP的情況進(jìn)行說明。如曲線圖A所示，通過IOkV的電暈放電產(chǎn)生約 5. 3kV的表面電位。在大于IOkV的電暈電壓下，表面電位過大，可能產(chǎn)生靜電放電，所以沒
有實(shí)施。接著，對形成有直徑約Imm的導(dǎo)通部23的GFRP的情況進(jìn)行說明。如曲線圖B所示，在GFRP上通過IOkV的電暈放電而產(chǎn)生約2. OkV的表面電位。另外，通過25kV的電暈放電而產(chǎn)生約2. 7kV的表面電位。最后，對形成有直徑約3mm的導(dǎo)通部23的GFRP的情況進(jìn)行說明。如曲線圖C所示，在GFRP上通過IOkV的電暈放電而產(chǎn)生約1.4kV的表面電位。另外，通過25kV的電暈放電而產(chǎn)生約2. 2kV的表面電位。根據(jù)上述的構(gòu)成，由于在內(nèi)面層22設(shè)有導(dǎo)通部23，所以與沒有設(shè)置導(dǎo)通部23的情況相比，內(nèi)面層22所帶的電荷量減少。在本實(shí)施方式的情況下，在箱主體21內(nèi)貯存有燃料等液體的情況下，在箱主體的內(nèi)面產(chǎn)生流動(dòng)帶電。構(gòu)成內(nèi)面層22的GFRP所包含的玻璃纖維與構(gòu)成上翼外板11、下翼外板12、翼梁14、及縱梁15 (下面，記為“上翼外板11等”)的CFRP所包含的碳纖維相比，電阻率高，所以內(nèi)面層22比由CFRP形成的上翼外板11等容易帶電。這時(shí)，若內(nèi)面層22的導(dǎo)通部附近的帶電量達(dá)到規(guī)定的值，則內(nèi)面層22所帶有的電荷經(jīng)由導(dǎo)通部23向上翼外板11 等移動(dòng)。因此，能夠抑制內(nèi)面層22的帶電。內(nèi)面層22以覆蓋上翼外板11等的與肋14相鄰的區(qū)域的方式配置，因此，換言之， 由于內(nèi)面層22配置于上翼外板11等和肋14之間，所以能夠抑制由鋁合金形成的肋14的
1腐蝕。S卩，內(nèi)面層22作為進(jìn)行隔離的層起作用，即內(nèi)面層22將構(gòu)成局部電池而具有引起異種金屬接觸腐蝕的不同的電位的材料之間即上翼外板11等和肋14隔離。因此，與上翼外板11等和肋14直接接觸的情況相比，構(gòu)成肋14的鋁合金等金屬材料難以離子化。進(jìn)而，包含于內(nèi)面層22的玻璃纖維的電阻率比包含于上翼外板11等的碳纖維高， 因此，與上翼外板11等和肋14直接接觸的情況相比，由鋁合金等金屬材料形成的肋14難以產(chǎn)生腐蝕。進(jìn)而，由于利用內(nèi)面層22覆蓋上翼外板11等，因此，例如，即使通過加工而形成用于肋14和上翼外板11等及內(nèi)面層22的連結(jié)的貫通孔17等，也能夠抑制在貫通孔17等加工部產(chǎn)生毛刺的情況。因此，能夠抑制毛刺造成的燃料箱20的強(qiáng)度劣化。由于導(dǎo)通部23內(nèi)充滿作為母材的環(huán)氧樹脂，所以，例如與以設(shè)置于內(nèi)面層22的貫通孔為導(dǎo)通部23的情況相比，可以進(jìn)一步抑制由鋁合金等金屬材料形成的肋14的腐蝕。即，上翼外板11等被僅利用環(huán)氧樹脂形成的導(dǎo)通部23覆蓋，因此，不會(huì)與燃料中包含的水分等接觸。因此，肋14不會(huì)經(jīng)由水分與上翼外板11等所包含的碳纖維電連接，抑制肋14的腐蝕。通過在使玻璃纖維部分缺欠后含浸環(huán)氧樹脂而形成導(dǎo)通部23，因此，不用對內(nèi)面層22進(jìn)行切削加工，就能夠容易地形成導(dǎo)通部23。具體而言，由于將玻璃纖維形成為平面狀，所以，通過形成缺欠玻璃纖維的部分進(jìn)而含浸環(huán)氧樹脂，由此一體地形成內(nèi)面層22及導(dǎo)通部23。因此，可以形成從內(nèi)面層22的與燃料相接觸的面貫通至上翼外板11等的僅由環(huán)氧樹脂形成的導(dǎo)通部23?；蛘撸部梢詾閺念A(yù)浸料坯使玻璃纖維部分地缺欠，而形成成為導(dǎo)通部23的部分，該預(yù)浸料坯是在構(gòu)成內(nèi)面層22的織物含浸作為母材的環(huán)氧樹脂而形成的。這樣，不對內(nèi)面層22進(jìn)行切削加工就能夠容易地形成導(dǎo)通部23。具體而言，形成在將玻璃纖維形成為平面狀的織物含浸環(huán)氧樹脂的預(yù)浸料坯，從該預(yù)浸料坯使玻璃纖維部分地缺欠，由此，一體地形成內(nèi)面層22及導(dǎo)通部23。因此，能夠形成從內(nèi)面層22的與燃料相接觸的面貫通至上翼外板11等的僅由環(huán)氧樹脂形成的導(dǎo)通部 23。進(jìn)而，也可以使構(gòu)成內(nèi)面層22的織物含浸作為母材的環(huán)氧樹脂，使該樹脂固化后，以物理方式或通過施加電壓而在內(nèi)面層22形成作為導(dǎo)通部23的針孔。本發(fā)明的技術(shù)范圍不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可增加各種變更。例如，在上述的實(shí)施方式中，將本申請發(fā)明的復(fù)合材料箱應(yīng)用于與主翼1 一體地形成的燃料箱20而進(jìn)行了說明，但不限于與主翼1 一體地形成的燃料箱20，另外，也可以應(yīng)用于內(nèi)部貯存有可燃物的各種箱。標(biāo)號(hào)說明1主翼(翼)11上翼外板(第一樹脂部)12下翼外板(第一樹脂部)13翼梁(第一樹脂部)
14肋(金屬部)
15縱梁(第一樹脂部)
20燃料箱(復(fù)合材料箱)
21箱主體
22內(nèi)面層(第二樹脂部)
23導(dǎo)通部。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合材料箱，其特征在于，設(shè)有箱主體，具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，至少覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及多個(gè)導(dǎo)通部，在該第二樹脂部中可使電荷從與所述可燃物相接觸的面向所述第一樹脂部進(jìn)行移動(dòng)，所述第二樹脂部所包含的纖維比所述第一樹脂部所包含的纖維的電阻率高，且所述第二樹脂部為隔離所述第一樹脂部及所述金屬部的層。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料箱，其特征在于，所述導(dǎo)通部為從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成的部分。
3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料箱，其特征在于，所述第二樹脂部為在將所述纖維形成為平面狀的材料中含浸所述樹脂而成的部分， 所述導(dǎo)通部為使所述纖維缺欠的部分。
4.一種翼，其特征在于，設(shè)有權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料箱， 該復(fù)合箱的所述第一樹脂部至少構(gòu)成翼盒的一部分。
5.一種復(fù)合材料箱的制造方法，所述復(fù)合材料箱設(shè)有箱主體，具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及在該第二樹脂部中從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成的多個(gè)導(dǎo)通部，其特征在于，具有將所述第二樹脂部的所述纖維形成為平面狀并且使所述纖維局部缺欠的工序； 在形成為平面狀的所述纖維中含浸所述樹脂而形成預(yù)浸料坯的工序；及使含浸于所述預(yù)浸料坯的樹脂固化的工序。
6.一種復(fù)合材料箱的制造方法，所述復(fù)合材料箱設(shè)有箱主體，具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及在該第二樹脂部中從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成的多個(gè)導(dǎo)通部，其特征在于，具有將所述第二樹脂部的所述纖維形成為平面狀的工序； 在形成為平面狀的所述纖維中含浸而所述樹脂形成預(yù)浸料坯的工序； 從所述預(yù)浸料坯使所述纖維局部缺欠的工序；及使含浸于所述預(yù)浸料坯的樹脂固化的工序。
7.一種復(fù)合材料箱的制造方法，所述復(fù)合材料箱設(shè)有箱主體，具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部及由金屬材料形成的金屬部，且內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部，覆蓋所述箱主體的內(nèi)表面上的、所述第一樹脂部的與所述金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；及在該第二樹脂部中從與所述可燃物相接觸的面貫通至所述第一樹脂部的僅由所述樹脂形成多個(gè)導(dǎo)通部，其特征在于，具有將形成所述第二樹脂部的所述纖維形成為平面狀的工序； 在形成為平面狀的所述纖維中含浸所述樹脂而形成預(yù)浸料坯的工序； 使含浸于所述預(yù)浸料坯的樹脂固化的工序；及以物理方式或通過施加電壓而在樹脂已固化的所述第二樹脂部形成所述多個(gè)導(dǎo)通部的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠抑制產(chǎn)生帶電及腐蝕并抑制強(qiáng)度劣化的復(fù)合材料箱、具備復(fù)合材料箱的翼及復(fù)合材料箱的制造方法。該復(fù)合材料箱的特征在于，設(shè)有箱主體，具有由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂形成的第一樹脂部(11、12)及由金屬材料形成的金屬部，內(nèi)部貯存有可燃物；第二樹脂部(22)，至少覆蓋箱主體的內(nèi)表面上的、與第一樹脂部(11、12)的金屬部相鄰的區(qū)域，由利用纖維強(qiáng)化了的樹脂構(gòu)成；多個(gè)導(dǎo)通部(23)，使電荷從在第二樹脂部(22)中與可燃物相接觸的面向第一樹脂部(11、12)進(jìn)行移動(dòng)，第二樹脂部(22)所包含的纖維比第一樹脂部(11、12)所包含的纖維的電阻率高，且第二樹脂部(22)為隔離第一樹脂部(11、12)及金屬部的層。
文檔編號(hào)B64D37/06GK102365216SQ201080014209
公開日2012年2月29日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者中村康一, 山口弘晃, 橋上徹, 神納祐一郎 申請人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社, 社團(tuán)法人日本航空宇宙工業(yè)會(huì)