特許 6979775 一又は複数の発散型フランジを有する複合積層板の形成

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6979775

(24)【登録日】2021年11月18日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】一又は複数の発散型フランジを有する複合積層板の形成

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/38 20060101AFI20211202BHJP

   B29C 70/16 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   B29C70/38

   B29C70/16

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-45033(P2017-45033)

(22)【出願日】2017年3月9日

(65)【公開番号】特開2018-12321(P2018-12321A)

(43)【公開日】2018年1月25日

【審査請求日】2020年3月4日

(31)【優先権主張番号】15/132,073

(32)【優先日】2016年4月18日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】チャップマン， マイケル ロバート

(72)【発明者】

【氏名】カールソン， リサ クリスティーナ

【審査官】 田代 吉成

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５０４２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５１４６３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ７０／３８

Ｂ２９Ｃ ７０／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

稜線（６１２）で互いに交差するように上昇する第１の上面（６１４）及び第２の上面（６１６）を有するレイアップツール（６００）であって、前記稜線の一部の上部に突起（８００）を更に有するレイアップツール（６００）を提供することと、
積層板（１００）を前記２つの上面及び前記突起の上にレイアップすることと、
硬化ツール（１０００）を前記レイアップツールの上部に接合することと、
前記積層板の発散型フランジ（１３０）を前記レイアップツールから前記硬化ツールの垂直側面（１０３０）に上に向かって掃引することと
を含む方法。

【請求項2】

前記硬化ツールが、前記突起によって覆われていない前記稜線の一部に沿って前記２つの上面と接合し、これにより前記積層板の前記発散型フランジが露出した前記突起の上部に保持されるように寸法が決定されている下面（１０１４、１０１６）を有している、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記積層板の収束型フランジ（１２０）を前記レイアップツールの垂直側面（１０２０）にレイアップすることを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記積層板が、前記稜線に対して前記レイアップツール上に対称にレイアップされる、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記積層板の前記発散型フランジを上に向かって掃引することが、前記発散型フランジでの発散を引き起こす、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記発散型フランジを掃引しつつ、一定の圧力を前記発散型フランジに印加することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記積層板を複合部品に硬化することを更に含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

複合部品に硬化されることになる積層板（１００）を成形するためのレイアップツール（６００）であって、
稜線（６１２）で互いに交差するように上昇し、前記積層板のウェブ（１１０）を受容する第１の上面（６１４）及び第２の上面（６１６）と、
前記積層板の発散型フランジ（１３０）を受容する前記稜線の一部の上部における突起と、
前記レイアップツールの上部における硬化ツール（１０００）であって、
前記２つの上面と接合し、前記積層板の前記発散型フランジを露出した状態に維持する下部（１０１４、１０１６）と、
前記積層板の前記発散型フランジが上に向かって折り曲げられるときに、前記積層板の前記発散型フランジを受容する垂直側面（１０３０）と
を備える硬化ツールと
を備えるレイアップツール（６００）
を備えるシステム。

【請求項9】

前記突起のサイズが、前記稜線に沿った距離に基づき大きくなる、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記突起のサイズが、前記発散型フランジが前記垂直側面まで上に向かって折り曲げられるときに発生することになる発散の量に一致する、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記突起が、前記稜線に対して対称である、請求項８に記載のシステム。

【請求項12】

前記２つの上面が、１０度未満の角度で前記稜線まで上に向かって傾斜する、請求項８に記載のシステム。

【請求項13】

前記突起のサイズが、前記発散型フランジの第２の部分が前記側面まで上に向かって折り曲げられるときに前記発散型フランジで発生することになる発散の量に一致する、請求項８に記載のシステム。

【請求項14】

前記下部が、線で互いに交差する２つの下面（１０１４、１０１６）を備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項15】

前記レイアップツールが、前記積層板の収束型フランジを受容するように寸法が決定された垂直側面を更に備える、請求項８に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複合設計の分野に関し、特に、複合部品に硬化されることになる積層板用の形成ツールに関する。

【背景技術】

【0002】

形成ツールにより、構成材料（例えば、炭素繊維）の積層板は、複合部品に硬化される前に任意の様々な幾何学形状に形成可能になる。形成ツールはまた、ある温度及び圧力（例えば華氏３５０度、かつオートクレーブからの圧力で平方インチ当たり約９０ポンド（９０ＰＳＩ））に曝される間に、積層板が変形しない又は形状が変わらないことを保証するために、積層板の硬化中に用いられることがある。

【0003】

形成ツールは、積層板が所望の形状を確実に実現できるよう支援する一方で、幾つかの部品及びツールの幾何学形状により、積層板のトウ／プライの発散が生じる。発散を引き起こすようにレイアップ後に形成ツールにより積層板を伸ばして成形する場合、生じた複合部品には、発散が形成された場所で座屈及び皺が見られることがある。これは、複合部品には不所望である。

【発明の概要】

【0004】

本明細書に記載の実施形態は、積層板がレイアップ後に形成されるときに発散が予想される場所で、複合部品用の積層板でレイアップされた材料の量を増加させる事前に構築された特徴を含む形成ツールである。余分の材料により、積層板には、発散が生じるときに座屈発生が回避され、よって積層板から形成される複合部品は、確実に期待された強度及び幾何学形状を含むように製造される。

【0005】

１つの実施形態は、稜線で互いに交差するように上昇する第１の上面及び第２の上面を有するレイアップツールであって、稜線の一部の上部に突起を更に有するレイアップツールを提供することと、積層板を上面及び突起の上にレイアップすることと、硬化ツールをレイアップツールの上部に載置することとを含む方法である。方法はまた、積層板の発散型フランジをレイアップツールから硬化ツールの垂直側面に上に向かって掃引することとを含む。

【0006】

別の実施形態は、複合部品に硬化されることになる積層板と、積層板を成形するためのレイアップツールであって、稜線で互いに交差するように上昇し、積層板のウェブを支持する第１の上面及び第２の上面を備えるレイアップツールと、積層板の発散型フランジを支持する稜線の一部の上部における突起とを備えるシステムである。システムはまた、レイアップツールの上部に硬化ツールを含む。硬化ツールは、突起によって覆われていない稜線の一部に沿って２つの上面と接合し、積層板の発散型フランジが露出した状態である下部と、積層板の発散型フランジが上に向かって折り曲げられている垂直側面とを備える。

【0007】

更なる実施形態は、複合部品に硬化されることになる積層板を形成するためのレイアップツールであって、稜線で互いに交差するように上昇し、積層板のウェブを受容するように寸法が決定されている第１の上面及び第２の上面を備えるレイアップツールと、積層板の発散型フランジを受容するように寸法が決定されている稜線の一部の上部における突起とを有するシステムを備える。システムはまた、レイアップツールの上部に硬化ツールを含む。硬化ツールは、突起によって覆われていない稜線の一部に沿って上面と接合するように寸法が決定されており、積層板の発散型フランジが露出した状態である下部と、積層板の発散型フランジが上に向かって折り曲げられるときに、積層板の発散型フランジを受容するように寸法が決定されている垂直側面とを含む。

【0008】

他の例示的な実施形態（例えば、上述の実施形態に関連する方法及びコンピュータ可読媒体）が、後述される。上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において独立に実現することが可能であり、また別の実施形態において組み合わせることも可能である。これらの実施形態について、以下の説明および添付図面を参照して更に詳細に説明する。

【0009】

本開示の幾つかの実施形態を、添付図面を参照し例示としてのみ説明する。全ての図面において、同じ参照番号は同じ要素又は同じタイプの要素を表す。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】例示的実施形態における屈折した積層板を示す図である。

【図2】例示的実施形態における屈折した積層板を示す図である。

【図3】例示的実施形態における屈折した積層板を示す図である。

【図4】例示的実施形態における屈折した積層板を示す図である。

【図5】例示的実施形態における屈折した積層板を示す図である。

【図6】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定するレイアップツールを示す図である。

【図7】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定するレイアップツールを示す図である。

【図8】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定するレイアップツールを示す図である。

【図9】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定するレイアップツールを示す図である。

【図10】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定する硬化ツールを示す図である。

【図11】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定する硬化ツールを示す図である。

【図12】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定する硬化ツールを示す図である。

【図13】例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板に対して形状を画定する硬化ツールを示す図である。

【図14】例示的実施形態における硬化ツールと接合したレイアップツールを示す図である。

【図15】例示的実施形態における積層板を形成するための方法を示すフローチャートである。

【図16】例示的実施形態における積層板を成形するためのシステムのブロック図である。

【図17】例示的実施形態における航空機の製造及び保守方法のフロー図である。

【図18】例示的実施形態における航空機のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図面及び下記の記載により、本開示の具体的な例示的実施形態が示される。従って、当業者は、本明細書に明示的に記載又は図示されていない様々な装置を考案して本開示の原理を実施することができるが、それらは本開示の範囲に含まれることを理解されたい。更に、本明細書に記載のいかなる実施例も、本開示の原理の理解を助けるためのものであって、それらの具体的に記載された実施例や諸条件を限定しないものとして理解されるべきである。結果として、本開示は、下記の具体的な実施形態又は実施例に限定されず、特許請求項の範囲及びその均等物によって限定される。

【0012】

図１から図５は、例示的実施形態における積層板１００を示す図である。図１が透視図であるのに対して、図２から図５は、図の矢印２−５それぞれによって示される種々の透視図、側面図、前面図、及び底面図である。特に、図２は、図１の図矢印２によって示された主側面図であり、図３は、図１の図矢印３によって示された積層板１００の背向側面図である。図４は、図１の図矢印４によって示された積層板１００の上面図であり、図５は、図４の図矢印５によって示された積層板１００の背面図である。積層板１００は、複合部品に硬化可能な構成材料の一又は複数の層（例えば、共に炭素繊維部品に硬化可能な材料の層）を含む。硬化プロセスは、真空バッグ技術を介して実現され得、積層板１００をオートクレーブ内に載置することによって、又は他の適切な複合製造技術を介して実現され得る。

【0013】

図１に示されるように、積層板１００は、「Ｚ」字型のスパーを形成し、積層板１００が屈折する。要するに、積層板１００は、稜線１１２周囲で屈折する。更に、図５により示されるように、積層板１００は、屈折するときに、収束型フランジ１２０上で収束１２２を強化し、発散型フランジ１３０上で発散１３２を強化する。これは、構成材料が１２２で「まとまる」ようになり（しわ形成につながり得る）、及び１３２で「広がる」ようになる（架橋につながり得る）ことを意味している。収束及び発散に関するこの問題により、積層板１００は、不所望にも折れたり曲げられたりすると、意図しないように歪む原因に又は裂ける原因にさえなり得る。更なる実施形態では、積層板１００は、「Ｃ」字型のスパー、「Ｊ」字型のスパー、「Ｌ」字型のスパー、「Ｔ」字型のスパー、又は任意の適切な形状であり得る。

【0014】

図６から図１４は、形成されている積層板の収束及び発散に関する問題に対処可能な形成ツールを示している。特に、図６から図９は、積層板１００が上部にレイアップされ得るレイアップツール６００（図６）を示し、図１０から図１３は、屈折した積層板１００の形成を完了するために、レイアップツール６００（図１４に示される）の上部に載置され得る硬化ツール１０００（図１０）を示している。硬化ツール１０００は、また及び／又は代替的には、形成ツールと呼ばれることがあり、積層板１００の硬化中及び／又は積層板１００の形成促進中に、積層板１００を支持するために積極的に使用され得る。

【0015】

図６から図９は、例示的実施形態における複合部品に硬化されることになる積層板１００に対して形状を画定するレイアップツール６００を示す図である。図６に示されるように、レイアップツール６００は、上面６１４及び６１６を含む上体６１０を含む。面６１４及び６１６は、互いに向かって（例えば、１０度未満の角度で）進み続ける際に、上に向かって（例えば、対称に）上昇／傾斜し、最終的には、稜線６１２で交差し、本実施形態では、上体６１０をＶ字型にする。レイアップツール６００は、垂直側面６２０を更に含み、それによりエッジ６２２で面６１４及び６１６が交差する。幾つかの実施形態では、レイアップツール６００は、別個の断片６４０及び６５０に線６３０で分割／分離され得る（例えば、レイアップツール６００は、断片６４０及び断片６５０を接合することによって形成され得る）。図７は、図６の図の矢印７によって示されたレイアップツール６００の図である。それに対して、図８は、突起８００を更に含む、図６の図に示されたようなレイアップツール６００を示している。

【0016】

突起８００は、レイアップツール６００の構成要素を含み得るか、又は付加的な別個の断片を含み得る。突起８００は、稜線６１２を跨いで位置し（例えば、対称に）、稜線６１２が側面６２０から遠ざかるように延びるにつれ、稜線６１２に沿ってサイズが大きくなる（例えば、高さＨほど）。つまり、突起８００のサイズは、稜線６１２に沿った距離に基づき大きくなる。このサイズの増大は、発散型フランジ１３０が外に向かって伸び続け、順次、発散型フランジ１３０が大量の発散に耐えられることができるようになるにつれ、発散型フランジ１３０内の材料の量を増加させる。突起８００は、上面６１４における断片８０４と、上面６１６における断片８０６とを含む。レイアップツール６００の追加的透視図である図９では、積層板１００は、レイアップツール６００上にレイアップされている。積層板１００の発散型フランジ１３０は、積層板１００が図１に示される「Ｚ」字型形状を形成するために、折り曲げ線９００で上に向かって折り曲げられることになる。収束型フランジ１２０が側面６２０を覆う一方で、ウェブ１１０は、上面６１６及び６１４の一部を覆う。収束型フランジ１２０は、例えば、単位面積当たりの均一な繊維密度を保証するために、自動繊維配置（ＡＦＰ）レイアッププロセス中に、そうでなければ収束型フランジ１２０上に載置されるであろうトウを落下させることによって、レイアップ中に形成され得る。発散型フランジ１３０は、突起８００を部分的に覆い、突起８００の上部に載置／レイアップされた材料１３４を含む。発散型フランジ１３０のレイアップ中に、突起８００が、発散型フランジ１３０の他の部分と単位面積当たり同数の繊維を有するように、余分のトウが突起８００上に加えられ得る。

【0017】

図１０から図１３は、積層板１００に対する形状を画定する硬化ツール１０００を示す図である。硬化ツール１０００は、線１０１２で接合する下面１０１４及び１０１６だけではなく、垂直側面１０２０及び１０３０（例えば、主要部分では上に向かって／下に向かって延びる側面）を含む。したがって、本実施形態の下面１０１４及び１０１６には、レイアップツール６００の上体６１０と接合するように寸法が決定され、例えば、任意の所与の場所に積層板の厚さ／標準寸法を加えたｖ字型の下体１０１０がもたらされる。エッジ１０２２は、側面１０２０と面１０１４及び１０１６との間に境界を形成する。その一方で、エッジ１０３２は、側面１０３０と面１０１４及び１０１６との間に境界を形成する。エッジ１０３２は、折り曲げ線９００で発散型フランジ１３０を折り曲げるために所望のコーナー半径を有し得る。図１１は、図１０の図の矢印１１によって示された図である。

【0018】

図１２には、図１０の硬化ツール１０００と関連する積層板１００が示される。図１２に示されるように、積層板１００の収束型フランジ１２０は、垂直側面１０２０と位置合わせされ、ウェブ１１０は、面１０１４及び１０１６と位置合わせされ、発散型フランジ１３０は、材料１３４を含む、垂直側面１０３０と位置合わせされる。図１３では、発散型フランジ１３０は、側面１０３０に折り曲げられる／掃引される。これにより、発散型フランジ１３０には発散が生じ、余分な材料１３４が運ばれる。発散量が、上部に積層板１００がレイアップされた突起８００のサイズに対応するので、ゾーン１３００での発散は、積層板１００に引裂及び反りを生じさせることなく、材料１３４を利用する。

【0019】

図１４は、例示的実施形態における硬化ツール１０００と接合したレイアップツール６００を示す図である。硬化ツール１０００は、レイアップツール６００を部分的に覆うが、完全に覆っているわけではなく、積層板１００の発散型フランジ１３０は露出されたままである。図１４に示されるように、発散型フランジ１３０は、もともとは突起８００並びに面６１４及び６１６の一部を覆っていたが、硬化ツール１０００の側面１０３０に上に向かって掃引される。これにより、突起８００上にレイアップされた材料によって吸収される、ゾーン１３００の発散が強化される。

【0020】

形成ツール６００及び１０００の動作の例示的な詳細部分が、図１５を参照して検討されることになる。本実施形態に対して、オペレータが新しい複合部品の形成を所望すると想定される。

【0021】

図１５は、例示的実施形態における積層板１００を成形／形成するための方法１５００を示すフローチャートである。方法１５００のステップは、図６から図１４の形成ツール６００及び１０００を参照して説明されるが、当業者は、方法１５００ が他の環境内で他のツールを用いて実行され得ることを理解するであろう。本明細書に記載のフローチャートのステップは、網羅的でなく、図示されない他のステップを含み得る。本明細書に記載のステップはまた、他の順序で実行され得る。

【0022】

レイアップツール６００は、例えば、自動繊維配置（ＡＦＰ）機（図示されず）が動作可能である場所にレイアップツール６００を載置／提供することによって、提供される（ステップ１５０２）。次に、積層板１００は、レイアップツール６００の上にレイアップされ、ここでは面６１４及び６１６にウェブ１１０及び発散型フランジ１３０、更には突起／ハンプ８００をレイアップすることが含まれる（ステップ１５０４、図９に示される）。レイアップ完了後に、面１０１４及び１０１６が、面６１４及び６１６がウェブ１１０を支持するのと同じ場所でウェブ１１０の頂部に位置するように、硬化ツール１０００がレイアップツールの上部に載置される（ステップ１５０６）。これにより、硬化ツール１０００がレイアップツール６００を完全に覆うことがないので、積層板１００の発散型フランジ１３０は露出されたままである。露出されたままの発散型フランジ１３０は、次に、上に向かって硬化ツール１０００の側面１０３０に掃引される（ステップ１５０８、図１４に示される）。

【0023】

このプロセスの一部として、レイアップツール６００の断片６５０は、発散型フランジ１３０を露出するために除去され、発散型フランジ１３０が、当て板により印加された圧力により問題なく、確実に上に向かって正しく掃引されるように、一定の圧力が、稜線１１２の両端で発散型フランジ１３０に印加され得る。レイアップツール６００は、積層板１００が確実にスリップしないように、このプロセス中に硬化ツール１０００（「Ｚ」形状を形成する）に押し付けら得る。更に、掃引作用を促進するために、オプションで、このプロセス中に発散型フランジ１３０に熱が印加されてもよい。硬化ツール１０００が硬化ツールとして硬化中に用いられる実施形態では、積層板１００は、所望のように発散型フランジ１３０の掃引前又は後のどちらかに、「Ｚ」形状の硬化ツール１０００に移されてもよい。

【0024】

前述の方法１５００を使用して、発散型フランジ１３０を上に向かって掃引することによって引き起こされる発散を扱うために、突起８００における余分の材料レイアップが利用可能である。これは、発散型フランジ１３０に反り又は引裂が生じないことを意味し、積層板１００が、複合部品に硬化されるときに、確実に所望の強度及び形状を示すためには望ましいことである。

【0025】

更なる実施形態では、レイアップツール６００は、分離可能な断片６４０及び６５０を含む。上面６１４及び６１６は、ウェブ１１０と任意の形成されることになる発散型フランジ（例えば、発散型フランジ１３０）との両方に対する材料をレイアップするための十分な幅を有している。突起８００は、断面が三角形又は円弧状であってもよく、又は任意の適した形状であってもよい。突起８００における材料レイアップは、まだ形成されていないが、稜線６１２の交差点から開始する上面６１４及び６１６に留まった状態である、発散型フランジ１３０の一部である。突起８００は、余分な材料が、形成されることになる発散型フランジに対してレイアップされることを効果的に保証する。そのような実施形態では、硬化ツール１０００のエッジ１０３２の半径（ｒａｄｉｕｓ）は、形成されることになる発散型フランジに対する形成半径（ｆｏｒｍｉｎｇ ｒａｄｉｕｓ）を画定する。レイアップツール６００の断片６５０は、発散型フランジ１３０を露出し、発散型フランジ１３０の掃引を可能にするために除去される。これは、例えば、断片６４０（積層板１００を含む）を硬化ツール１０００に移動させることによって、実行され得る。発散型フランジ１３０が、硬化ツール１０００のエッジ１０３２及び上方垂直側面１０３０により画定される半径周囲の稜線１１２の両側で、一定の圧力、及び潜在的には熱での掃引により形成される間に、硬化ツール１０００は、圧力をウェブ１１０に提供する。形成された積層板は、新しく形成された形状と一致する別個の硬化ツールに更に移され、又は積層板１００の形状に既に一致している硬化ツール１０００で硬化され得る。

【0026】

更なる実施形態では、レイアップツール６００は、分離不能であり、むしろ単一の一体的要素である。上面６１４及び６１６は、ウェブ１１０と形成されることになる発散型フランジ（例えば、発散型フランジ１３０）との両方に対して材料をレイアップできるのに十分な幅を示す。突起８００は、形成されることになる発散型フランジ１３０をレイアップされる際に支持し、突起８００の形状は、余分の材料を形成されることになる／掃引される発散型フランジに提供する。積層板１００は、積層板１００の形状に一致する硬化ツール（例えば、硬化ツール１０００）に移され得る。追加的ツーリング（例えば、当て板、図示されず）は、一定の圧力及び／又は熱で発散型フランジ１３０を形成／掃引する間にウェブを安定させるために更に使用され得る。圧力及び／又は熱は、稜線１１２の両側を、エッジ１０３２の半径周囲で硬化ツール１０００の垂直側面１０３０上方まで印加され得る。この方法は、フランジを形成するために、構造化された形成具（例えば、アップライトドレープ形成具）が使用されるときに有効であり得る。

【実施例】

【0027】

以下の例では、追加のプロセス、システム及び方法が、航空機用の複合部品を製造するために形成ツールを用いるシステムに照らして説明される。

【0028】

図１６は、例示的実施形態における積層板形成システム１６００のブロック図である。積層板形成システム１６００は、レイアップツール１６１０、突起１６２０、硬化ツール１６３０、及び積層板１６４０を含む。レイアップツール１６１０は、稜線１６１２まで上に向かって上昇する面１６１４及び１６１６を含む。図１６がブロック図であるので、面１６１４及び１６１６と稜線１６１２との間の正確な幾何学形状関係は、完全に提示することができない。したがって、面１６１４及び１６１６は、この図では単に稜線１６１２下方に置かれたブロック要素として示されている。レイアップツール１６１０はまた、垂直側面１６１８を含む。突起１６２０は、レイアップツール１６１０の頂部に位置する。積層板１６４０は、レイアップツール１６１０及び突起１６２０上にレイアップされ、積層板１６４０は、突起１６２０頂部に収束型フランジ１６４８、ウェブ１６４２、及び発散型フランジ１６４７を含む。更に、レイアップツール１６１０は、線１６１９を含み、断片１６４０を断片１６５０から分離する。硬化ツール１６３０は、積層板１６４０の頂部でレイアップツール１６１０と接合する。この実施形態では、硬化ツール１６３０は、側面１６３８を含み、また積層板１６４０の発散型フランジ１６４７が上部で掃引されることになる側面１６３７も含む。硬化ツール１６３０はまた、稜線１６３２と、面１６３４と、及び面１６３６とを更に備える。

【0029】

より具体的には図面を参照しながら、図１７に示された航空機の製造及び保守方法、及び図１８に示された航空機１７０２に照らして、本開示の実施形態が説明され得る。製造前段階では、例示的方法１７００は、航空機１７０２の仕様及び設計１７０４と、材料の調達１７０６とを含み得る。製造段階では、航空機１７０２の構成要素及びサブアセンブリの製造１７０８とシステムインテグレーション１７１０とが行われる。その後、航空機１７０２は、認可及び納品１７１２を経て運航１７１４に供され得る。顧客による運航中、航空機１７０２には、改造、再構成、改修なども含み得る、定期的な整備及び保守１７１６が予定されている。方法１７００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実行され、又は実施され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレータとは、限定しないが、任意の数の航空機製造者及び主要システムの下請業者を含んでもよく、第三者とは、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含んでもよく、オペレータとは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってもよい。

【0030】

図１８に示すように、例示的方法１７００によって製造された航空機１７０２は、複数のシステム１７２０及び内装１７２２を備えた機体１７１７を含み得る。高レベルシステム１７２０の例は、推進システム１７２４、電気システム１７２６、油圧システム１７２８、及び環境システム１７３０のうちの一又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示しているが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用され得る。

【0031】

本明細書において実施される装置及び方法は、製造及び保守方法１７００の任意の一又は複数の段階において用いられ得る。例えば、製造段階１７０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機１７０２の運航期間中に製造される構成要素又はサブアセンブリと類似の方法で作製又は製造され得る。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、例えば、航空機１７０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機１７０２２のコストを削減することにより、製造段階１７０８及び１７１０で利用され得る。同様に、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、航空機１７０２の運航中に、例えば限定するものではないが、整備及び保守１７１６に利用され得る。例えば、本明細書に記載の技術及びシステムは、ステップ１７０６、１７０８、１７１０、１７１４、及び／若しくは１７１６に使用され、並びに／又は機体１７１７及び／若しくは内装１７２２に使用されてもよい。

【0032】

１つの実施形態では、積層板１００は、機体１７１７のストリンガとして動作する複合部品に硬化され、構成要素及びサブアセンブリの製造１１０８中に製造される。この複合部品は次に、システムインテグレーション１１１０で航空機に組み立てられ、その後、摩耗により複合部品が使用不能となるまで、運航１１１４において用いられ得る。次に、整備及び保守１１１６において、複合部品が処分され、新しい積層板がレイアップされ、硬化されて、古い複合部品が交換される。形成ツール６００及び１０００は、複合部品に硬化する追加的積層板を形成するために、構成要素及びサブアセンブリの製造１１０８を介して用いられ得る。

【0033】

図示された又は本明細書に記載の種々の制御要素（例えば、電気構成要素又は電子構成要素）の何れかが、ハードウェア、プロセッサ実装ソフトウェア、プロセッサ実装ファームウェア、又はこれらの幾つかの組み合わせとして実装され得る。例えば、ある要素が専用ハードウェアとして実装され得る。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、 「コントローラ」、又は幾つかの類似用語で称され得る。プロセッサによって提供される場合、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又はそのうちの幾つかが共有であり得る複数の個別のプロセッサによって、機能が提供され得る。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」の語の明確な使用は、ソフトウェアの実行が可能なハードウェアのみを表すと解釈されるべきでなく、非限定的に、デジタル信号 プロセッサ（ＤＳＰ） ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ） もしくは他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェア記憶用のリードオンリメモリ （ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ （ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、ロジックもしくは何らかの他の物理的ハードウェアコンポーネントもしくはモジュールなどを黙示的に含み得る。

【0034】

また、ある要素が、その要素の機能を実施するためにプロセッサ又はコンピュータによって実行可能な指令として実装され得る。指令の幾つかの例は、ソフトウェア、プログラムコード、及びファームウェアである。指令は、その要素の機能を実施するようにプロセッサに指示するためにプロセッサによって実行されるときに動作可能である。指令はプロセッサが可読なストレージデバイスに記憶され得る。ストレージデバイスの幾つかの例は、デジタルもしくはソリッドステートメモリ、磁気ディスク及び磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、又は光学可読デジタルデータ記憶媒体である。

【0035】

ゆえに、要約すると、本発明の第１の態様により、
Ａ１． 稜線（６１２）で互いに交差するように上昇する第１の上面（６１４）及び第２の上面（６１６）を有するレイアップツール（６００）であって、稜線の一部の上部に突起を更に有するレイアップ（６００）を提供することと、
積層板（１００）を上面及び突起の上にレイアップすることと、
硬化ツール（１０００）をレイアップツールの上部に接合することと、
積層板の発散型フランジ（１３０）をレイアップツールから硬化ツールの垂直側面（１０３０）に上に向かって掃引することと
を含む方法が提供される。
Ａ２． また、硬化ツールが、突起によって覆われていない稜線の一部に沿って２つの上面と接合し、これにより積層板の発散型フランジが露出した突起の上部に保持されるように寸法が決定されている下面（１０１４、１０１６）を有している、段落Ａ１の方法が提供される。
Ａ３． また、積層板の収束型フランジ（１２０）をレイアップツールの垂直側面（１０２０）にレイアップすることを更に含む、段落Ａ１の方法が提供される。
Ａ４． また、積層板が、稜線に対してレイアップツール上に対称にレイアップされる、段落Ａ１の方法が提供される。
Ａ５． また、積層板の発散型フランジを上に向かって掃引することが、発散型フランジでの発散を引き起こす、段落Ａ１の方法が提供される。
Ａ６． また、発散型フランジを掃引しつつ、一定の圧力を発散型フランジに印加することを更に含む、段落Ａ１の方法が提供される。
Ａ７． また、積層板を複合部品内に硬化させることを更に含む、段落Ａ１の方法が提供される。
本発明の更なる態様によれば、
Ｂ１． 複合部品に硬化されることになる積層板（１００）と、
積層板を成形するためのレイアップツール（６００）であって、
稜線（６１２）で互いに交差するように上昇し、積層板のウェブ（１１０）を支持する第１の上面（６１４）及び第２の上面（６１６）と、
積層板の発散型フランジ（１３０）を支持する稜線の一部の上部における突起（８００）と、
レイアップツールの上部における硬化ツール（１０００）であって、
２つの上面と接合し、積層板の発散型フランジを露出した状態に維持する下部（１０１４、１０１６）と、
積層板の発散型フランジが垂直側面（１０３０）まで上に向かって折り曲げられる垂直側面（１０３０）と
を備える硬化ツールと
を備えるレイアップツールと
を備えるシステムが提供される。
Ｂ２． また、突起のサイズが、稜線に沿った距離に基づき大きくなる、段落Ｂ１のシステムが提供される。
Ｂ３． また、突起のサイズが、発散型フランジが垂直側面まで上に向かって折り曲げられるときに発生することになる発散の量に一致する、段落Ｂ１のシステムが提供される。
Ｂ４． また、下部が、突起によって覆われていない稜線の一部に沿って２つの上面と接合している、段落Ｂ１のシステムが提供される。
本発明の更なる態様によれば、
Ｃ１． 複合部品に硬化されることになる積層板（１００）を成形するためのレイアップツール（６００）であって、
稜線（６１２）で互いに交差するように上昇し、積層板のウェブ（１１０）を受容する第１の上面（６１４）及び第２の上面（６１６）と、
積層板の発散型フランジ（１３０）を受容する稜線の一部の上部における突起と、
レイアップツールの上部における硬化ツール（１０００）であって、
２つの上面と接合し、積層板の発散型フランジを露出した状態に維持する下部（１０１４、１０１６）と、
積層板の発散型フランジが上に向かって折り曲げられるときに、積層板の発散型フランジを受容する垂直側面（１０３０）と
を備える硬化ツールと
を備えるレイアップツール（６００）
を備えるシステムが提供される。
Ｃ２． また、突起のサイズが、稜線に沿った距離に基づき大きくなる、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ３． また、突起のサイズが、発散型フランジが垂直側面まで上に向かって折り曲げられるときに発生することになる発散の量に一致する、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ４． また、突起が、稜線に対して対称である、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ５． また、上面が、稜線に向かって対称に上昇する、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ６． また、上面が、１０度未満の角度で稜線まで上に向かって傾斜する、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ７． また、突起サイズが、第２の部分が側面まで上に向かって折り曲げられるときに発散型フランジで発生することになる発散の量に一致する、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ８． また、稜線が真っすぐである、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ９． また、下部が、線で互いに交差する２つの下面（１０１４、１０１６）を備える、段落Ｃ１のシステムが提供される。
Ｃ１０． また、レイアップツールが、積層板の収束型フランジを受容するように寸法が決定された垂直側面を更に備える、段落Ｃ１のシステムが提供される。

【0036】

特定の実施形態が本明細書に記載されたが、本開示の範囲はそれらの特定の実施形態に限定されるものではない。本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその全ての均等物によって規定されるものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】