特許 7469034 複合部品内の繊維の歪みを調整する装置及び方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】複合部品内の繊維の歪みを調整する装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 70/44 20060101AFI20240409BHJP

【ＦＩ】

B29C70/44

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019224633

(22)【出願日】2019-12-12

(65)【公開番号】P2020128080

(43)【公開日】2020-08-27

【審査請求日】2022-11-16

(31)【優先権主張番号】16/269,614

(32)【優先日】2019-02-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(74)【代理人】

【識別番号】100163522

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 晋平

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(72)【発明者】

【氏名】ガガンディープ・サイニ

【審査官】関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１４－５０４５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２１２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０４３１５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００９５９８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４３／１０ － ４３／１２

６５／０２ － ６５／４６

７０／０６ － ７０／２４

７０／６８ － ７０／８６

Ｂ２９Ｌ ３１／３０

Ｇ０６Ｆ １１３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

未硬化の複合材料（４８）に適用する当て板（４６）であって、
前記当て板（４６）によって画定された第１のスリット（５０）であって、前記当て板（４６）を通り且つ前記当て板（４６）に沿って延伸する、第１のスリット（５０）と、
前記当て板（４６）によって画定された第２のスリット（７６）であって、前記当て板（４６）を通り且つ前記当て板（４６）に沿って延伸し、前記第１のスリット（５０）から離間して配置された、第２のスリット（７６）と、
を含み、
前記第１のスリット（５０）及び前記第２のスリット（７６）が、互いに離間されて前記当て板（４６）に沿って延伸し、且つ同じ方向に延伸しており、
前記当て板（４６）は、第１の部分（７０）及び第２の部分（７２）を備えており、湾曲部（７４）は前記第１の部分（７０）と前記第２の部分（７２）との間に配置されており、前記第１の部分（７０）は前記湾曲部（７４）によって前記第２の部分（７２）と連結されており、前記第２の部分（７２）は前記第１の部分（７０）に対して略垂直に配置されており、
前記当て板（４６）が、前記第１の部分（７０）の端部（７８）及び前記第２の部分（７２）の第２の対向する端部（８０）を有しており、
前記第１のスリット（５０）は、前記当て板（４６）の前記端部（７８）を通り且つ前記当て板（４６）の前記第２の対向する端部（８０）に向かって延伸し、
前記第１のスリット（５０）の端部（８２）は、前記当て板（４６）の前記第２の部分（７２）によって画定されて、前記当て板（４６）の前記第２の対向する端部（８０）から離間して配置され、
前記第２のスリット（７６）は、前記当て板（４６）の前記第２の対向する端部（８０）を通り且つ前記当て板（４６）の前記端部（７８）に向かって延伸し、
前記第２のスリット（７６）の端部（８４）は、前記当て板（４６）の前記第１の部分（７０）によって画定されて、前記当て板（４６）の前記端部（７８）から離間して配置される、当て板（４６）。

【請求項2】

前記第１のスリット（５０）は、前記未硬化の複合材料（４８）の表面（５４）に前記第１のスリット（５０）を配置するために、前記当て板（４６）の表面（５２）から前記当て板（４６）を通って延伸し、
前記当て板（４６）の前記表面（５２）が前記未硬化の複合材料（４８）に配置されている状態で、前記未硬化の複合材料（４８）の前記表面（５４）から離れて面する関係で配置するために、前記第１のスリット（５０）は前記当て板（４６）を通って前記当て板（４６）の対向面（５６）まで延伸する、請求項１に記載の当て板（４６）。

【請求項3】

前記表面（５２）の少なくとも一部（５８）が直線方向（Ｌｄ）に延伸する、請求項２に記載の当て板（４６）。

【請求項4】

前記対向面（５６）の少なくとも一部（６２）が直線方向（Ｌｄ）に延伸する、請求項３に記載の当て板（４６）。

【請求項5】

前記表面（５２）の少なくとも一部（６６）が曲線方向（Ｃ）に延伸する、請求項２から４のいずれか一項に記載の当て板（４６）。

【請求項6】

前記対向面（５６）の少なくとも一部（６８）が曲線方向（Ｃ）に延伸する、請求項５に記載の当て板（４６）。

【請求項7】

前記第１のスリット（５０）が、前記当て板（４６）に沿って直線方向（ＬＤ）に延伸する、請求項１から６のいずれか一項に記載の当て板（４６）。

【請求項8】

前記第１のスリット（５０）の幅寸法（Ｗ）が、１インチの１００分の１（０．０１インチ）から１インチの１００分の５（０．０５インチ）の幅寸法を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の当て板（４６）。

【請求項9】

前記当て板（４６）が、長さ（Ｌｃ）を有し、
前記第１のスリット（５０）が、前記当て板（４６）の前記長さ（Ｌｃ）に対して横方向の直線方向に延伸する、請求項１から８のいずれか一項に記載の当て板（４６）。

【請求項10】

第３のスリット（８６）及び第４のスリット（９０）をさらに含み、
前記第３のスリット（８６）は、前記当て板（４６）によって画定され、前記当て板（４６）を通り且つ前記当て板（４６）に沿って延伸し、前記第２のスリット（７６）が前記第１のスリット（５０）と前記第３のスリット（８６）との間に配置された状態で前記第２のスリット（７６）に隣接して配置され、
前記第３のスリット（８６）が、前記当て板（４６）の前記第２の対向する端部（８０）に向かって前記当て板（４６）の前記端部（７８）を通って延伸し、
前記第３のスリット（８６）の端部（８８）が、前記当て板（４６）によって画定されて、前記当て板（４６）の前記第２の対向する端部（８０）から離間されて配置され、
前記第４のスリット（９０）は、前記当て板（４６）によって画定され、前記当て板（４６）を通り且つ前記当て板（４６）に沿って延伸し、前記第１のスリット（５０）が前記第２のスリット（７６）と前記第４のスリット（９０）との間に配置された状態で前記第１のスリット（５０）に隣接して配置され、
前記第４のスリット（９０）が、前記当て板（４６）の前記端部（７８）に向かって前記当て板（４６）の前記第２の対向する端部（８０）を通って延伸し、
前記第４のスリット（９０）の端部（９２）が、前記当て板（４６）によって画定されて、前記当て板（４６）の前記端部（７８）から離間されて配置される、請求項１に記載の当て板（４６）。

【請求項11】

未硬化の複合材料（４８）内に幾何学的変化を有する状態で、前記未硬化の複合材料（４８）で構成された部品を製造する方法（９８）であって、前記方法が、
前記未硬化の複合材料（４８）内に幾何学的変化を有する状態で、前記未硬化の複合材料（４８）と重なり合う関係で請求項１に記載の当て板（４６）を配置するステップを含む、方法（９８）。

【請求項12】

前記未硬化の複合材料（４８）及び前記当て板（４６）を真空バッグの中に配置するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法（９８）。

【請求項13】

前記真空バッグ内に減圧を配置するステップであって、前記未硬化の複合材料（４８）の一部（９４）を前記第１のスリット（５０）の中に引き込む、配置するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法（９８）。

【請求項14】

前記未硬化の複合材料（４８）を加熱するステップと、
前記未硬化の複合材料（４８）を硬化させるステップであって、前記第１のスリット（５０）内に配置された前記未硬化の複合材料（４８）の前記一部（９４）が、硬化された複合材料（４８’）のしわ（Ａ）を形成する、硬化させるステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法（９８）。

【請求項15】

前記当て板（４６）の前記第１のスリット（５０）は、前記未硬化の複合材料（４８）の表面（５４）に面する関係で配置するために、前記当て板（４６）の表面（５２）から延伸し、且つ前記未硬化の複合材料（４８）の前記表面（５４）から離れて面する関係で配置するために、前記当て板（４６）の厚さ寸法を通って前記当て板（４６）の対向面（５６）まで延伸する、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法（９８）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は複合部品の製造に関し、より詳細には、硬化前に繊維の歪みが生じていた、完成複合部品のしわの制御に関する。

【背景技術】

【0002】

複合部品の製造において、完成複合部品の圧縮強度は、完成した硬化済み複合部品内の繊維の直線度に左右されることが知られている。複合部品内に繊維のうねりが存在すると、複合部品の強度が大幅に低下する可能性がある。

【0003】

繊維直線度の変化又は歪みは、硬化前の複合部品に対し、さまざまな経緯で発生する可能性がある。硬化前の繊維の歪みの例は、曲率半径の周囲で延伸するように配置される未硬化の複合部品など、幾何学形状が変化した複合部品、或いはプライドロップを有する未硬化の複合部品で発生する可能性がある。製造される複合部品内の繊維の方向が変えられる原因は何であれ、複合部品の方向が変化すると、硬化前の複合部品の一部の繊維が引っ張られる可能性があり、且つ複合部品の別の部分が圧縮される可能性がある。未硬化の複合部品内で繊維が圧縮されて配置されると、繊維が直線配列から歪められ、且つ繊維が束になる（ｂｕｎｃｈｉｎｇ）可能性がある。繊維が歪んだ状態で複合部品を硬化させると、硬化済みの複合部品に非制御のしわが発生する可能性がある。

【0004】

硬化させた複合部品に生じるしわは複合部品内で位置を特定でき、そこでは繊維が歪められ、複合部品の強度が低下している。その結果、製造者は、複合部品にさらなる強度を与えるために、そのようなしわの場所で複合部品を強化するように、複合部品に別の複合材料を追加することになる。複合材料を追加するこの手順によって、複合部品の製造に追加の時間、労力、及び材料コストがかかる。また、複合材料を追加するこの手順によって、完成複合部品に重量が追加される。完成複合部品に重量が追加されることにより、例えば航空機の製造に使用されると、航空機の運用に追加のコストがかかることになる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

硬化された複合部品に非制御のしわが発生しているいくつかの事例では、完成複合部品における許容されるしわの長さ及び深さを制限する技術仕様及び／又は他の製造規制を超える可能性があり、完成複合部品が使用不可となり、複合部品が廃棄されることになる。結果として、繊維が圧縮した状態で配置されたり、直線配列から歪められたりした結果生じたしわを制御する必要があり、これは例えば、未硬化の複合材料が幾何学的に変化することから生じる。複合部品の強度を強化するために複合材料を追加すると、複合部品で製造される航空機などの構造に重量が追加される可能性があり、運用コストが増える結果になるが、完成複合部品のしわを制御することによって複合材料を追加する必要性を回避でき、且つ／又は複合部品内の非制御のしわが技術仕様及び／又は規制基準を超えることを回避して、部品が廃棄されないようにすることが可能になる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一例は、未硬化の複合材料に適用する当て板を含み、当て板は、当て板によって画定され、当て板を通り且つ当て板に沿って延伸する第１のスリットを含む。

【0007】

一例は、未硬化の複合材料内に幾何学的変化を有する状態で、未硬化の複合材料で構成された部品を製造する方法であって、本方法は、未硬化の複合材料内に幾何学的変化を有する状態で、未硬化の複合材料と重なり合う関係で当て板を配置するステップを含み、当て板は、当て板によって画定され、当て板を通り且つ当て板に沿って延伸する第１のスリットを有する、方法を含む。

【0008】

これまで述べてきた特徴、機能、及び利点は、種々の実施形態において別個独立に達成することができ、或いは以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細を見ることができる、さらに別の実施形態で組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】航空機の斜視図である。

【図2】図１の２－２の線に沿って見た、複合材外皮及び複合材ブレードストリンガーで構成された翼の概略断面図である。

【図3】図２の翼の複合材外皮に沿って延伸する、未硬化の複合材ブレードストリンガーの斜視図である。

【図4】図３のブレードストリンガーの製造時に使用される、当て板の一部の部分斜視図である。

【図5】図３の翼の複合材外皮に沿って延伸する、未硬化のブレードストリンガーに配置された図４の当て板の斜視図である。

【図6】図５の未硬化のブレードストリンガーに配置された、図４の当て板の部分側面図である。

【図7】当て板の外面に減圧が印加されている、図６の当て板の部分拡大側面図である。

【図8】複合材料の硬化後にブレードストリンガーから当て板が除去され、ブレードストリンガーに制御されたしわが配置されている、図７のブレードストリンガーの部分斜視図である。

【図9】幾何学的変化を有する状態で、複合部品を硬化させる方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

構造の組み立てに使用されるさまざまな部品が複合材料で構成されており、これには繊維及び樹脂が含まれている。さまざまな部品の製造において、部品は、硬化される前に幾何学的形状が変更されることが多い。未硬化の部品の幾何学的形状が変化することにより、部品の製造に使用される複合材料内で、強化繊維の直線配列が歪められる結果となる。繊維の直線配列の歪みは、例えば、複合部品構成時の１つ以上のプライドロップによって、又は別の部品の形状に適合させるために、複合材料が平坦な平面に配置されなくなるように、複合部品の形状を変更することによって生じる可能性がある。プライドロップ、及び／又は複合材料の平坦な構成からの形状の変更などによって、部品の構成に使用される未硬化の複合材料の形状が変化すると、未硬化の複合材料内で、繊維の直線配列が直線配向から変更される、又は歪められる。

【0011】

例えば、硬化させる前に、隣接する部品の湾曲に沿うように形成される、複合材料を含む複合部品を製造するときは、湾曲に沿う複合材料の一部の繊維が直線配列から歪められる可能性がある。複合材料が湾曲に沿うと、複合材料内の繊維の一部が引っ張られた状態で配置され、複合材料内の繊維の別の部分は、圧縮された状態で配置される可能性がある。圧縮された繊維は、歪められて束になりやすくなる場合がある。繊維が束になった状態で複合材料を硬化させると、硬化させた複合部品に望ましくない非制御のしわが発生する可能性がある。完成複合部品の強度が低下したことを示す非制御のしわが、しわの技術仕様及び／又は規制基準を超えた場合、製造される部品に追加の複合材料を加えることが必要な場合があり、或いは部品を廃棄しなければならない場合がある。

【0012】

図１から図３を参照すると、航空機１０は、複合材料で構成された部品で組み立てた構造部を有する構造の例であり、複合部品が硬化される前に、複合部品は幾何学的な形状変化を受ける。硬化される前に幾何学的な形状変化を受ける複合部品を有する航空機１０の部分の例には、例えば、翼１２、機体１４、垂直尾翼１６、水平尾翼１８、及び航空機１０の他の構造部、並びに複合部品を使用して組み立てられる他の構造の他の部分が含まれる。

【0013】

複合部品が硬化される前に、幾何学的な形状変化を受ける複合部品の例は、航空機１０の翼１２内などで使用される、ストリンガー又は補剛材である。翼１２は、図３に示すように、内面２２を有する複合材外皮２０を備え、その外形は、複合材外皮２０の内面２２に適合するように、複合材料４８で構成されたブレードストリンガー２４の幾何学的形状又は形状を変化させる必要がある。ブレードストリンガー２４が複合材外皮２０に最適に固定されるように、且つブレードストリンガー２４が複合材外皮２０を最適に補強支持するように、ブレードストリンガー２４は複合材外皮２０の内面２２に適合する。ブレードストリンガー２４は、本明細書では製造される複合部品の例として説明され、複合部品の幾何学的形状又は形状は、硬化される前に変化する。本開示の教示を説明するために、ストリンガーその他の複合部品の、他の多くの構成を使用することができる。

【0014】

複合材外皮２０の内面２２は、例えば第１の湾曲２８及び第２の湾曲２９を有するランプ２６によって、複合材外皮２０の内面２２の高さ又は外形が変化する。第１の湾曲２８及び第２の湾曲２９は、複合材外皮２０内のランプ２６の対向する端部に配置される。複合材外皮２０の内面２２の外形又は高さの変化は、例えば、翼１２が機体１４から離れて延伸する際に、翼１２の負荷需要に対応するため、且つ／又は翼１２のサイズに対応するための、複合材外皮２０内のプライドロップによって生じる可能性がある。複合材外皮２０の内面２２にブレードストリンガー２４を適合させるために、ブレードストリンガー２４の形状はブレードストリンガー２４の硬化前に変更され、その結果、ブレードストリンガー２４がランプ２６に沿って延伸するにつれて、ブレードストリンガー２４のフランジ３０及びウェブ３２が、複合材外皮２０の内面２２の外形又は湾曲に沿う。

【0015】

図６を参照すると、複合材外皮２０のランプ２６が示されており、上述したように、複合材外皮２０の第１の湾曲２８及び第２の湾曲２９が、ランプ２６の対向する端部に配置されている。図３に示すブレードストリンガー２４のフランジ３０が図６の当て板４６の土台になっており、図３及び図６に示すように、ブレードストリンガー２４の長さＬに沿って延伸する繊維３４を有する、未硬化の複合材料４８を含む。ブレードストリンガー２４のウェブ３２は、これもブレードストリンガー２４の長さＬに沿って延伸する繊維３６を有する、未硬化の複合材料４８を含む。複合材外皮２０のランプ２６の、第１の湾曲２８に対し、フランジ３０内の繊維３４の上部３８は、第１の湾曲２８に沿って延伸しながら引っ張った状態で配置され、フランジ３０内の繊維３４の下部４０は、第１の湾曲２８に沿って延伸しながら圧縮した状態で配置される。第１の湾曲２８で、ブレードストリンガー２４の長さＬに沿って延伸するウェブ３２内の繊維３６もまた、複合材外皮２０の第１の湾曲２８に沿って延伸し、ウェブ３２内の繊維３６の上部４２は引っ張った状態で配置され、ウェブ３２内の繊維３６の下部４４は圧縮した状態で配置される。

【0016】

複合材外皮２０内に配置されたランプ２６の第２の湾曲２９では、ブレードストリンガー２４のフランジ３０の、未硬化の複合材料４８の繊維３４が、第２の湾曲２９に沿って延伸する、フランジ３０内に圧縮した状態で配置された繊維３４の上部３８と、第２の湾曲２９に沿って延伸する、フランジ３０内に圧縮した状態で配置された繊維３４の下部４０とを有する。第２の湾曲２９に沿って延伸するウェブ３２内の繊維３６は、圧縮した状態で配置された、ウェブ３２内の繊維３６の上部４２と、圧縮した状態で配置された、ウェブ３２内の繊維３６の下部４４とを有する。

【0017】

結果として、複合材外皮２０の第１の湾曲２８に対し、フランジ３０の繊維３４の下部４０、及びウェブ３２の繊維３６の下部４４が圧縮した状態で配置され、フランジ３０の下部４０の繊維３４、及びウェブ３２の下部４４内の繊維３６が、直線配列から歪められる。同様に、複合材外皮２０の第２の湾曲２９に対し、フランジ３０の繊維３４の上部３８、及びウェブ３２の繊維３６の上部４２が圧縮した状態で配置され、フランジ３０の上部３８内の繊維３４、及び上部４２の繊維３６が、直線配列から歪められている。何らかの緩和策をとらなければ、ブレードストリンガー２４を硬化させる際に、繊維の歪みによって、硬化したブレードストリンガー２４内に非制御のしわが生じる。しかしながら、図４から図６に示すように、未硬化のブレードストリンガー２４に当て板４６を適用し、それと同時に減圧を印加して、硬化プロセス中に真空バッグ（図示せず）内で未硬化の複合材料４８及び当て板４６を配置することによって、本明細書でより詳細に説明するように、完成した硬化ブレードストリンガー２４のしわを制御する能力を製造者に提供する。完成したブレードストリンガー２４内の制御されたしわは、完成複合部品で許容されている、許容されるしわの量及びサイズに関する技術仕様及び規制基準に適合して、ブレードストリンガー２４における完成複合部品の使用を最適化し、その結果生じたブレードストリンガー２４の強度をさらに最適化する。

【0018】

当て板４６は、図４から図６に示すように未硬化の複合材料４８に配置され、図３から図５に示すように、ブレードストリンガー２４の硬化プロセスにおけるこの使用例では、ブレードストリンガー２４のフランジ３０及びウェブ３２の未硬化の複合材料４８を含む。ブレードストリンガー２４などの、硬化させる部品の未硬化の複合材料４８に当て板４６を配置すると、当て板４６及び未硬化の複合材料４８は、前述したように真空バッグ（図示せず）内に配置されて真空バッグ内に減圧が印加され、後述するように、繊維及び樹脂を未硬化の複合材料４８から当て板４６のスリットの中に引き込む。未硬化の複合材料４８を硬化させる硬化プロセスでは熱も印加され、（複数の）スリットに引き込まれた未硬化の複合材料４８の繊維及び樹脂材料で形成された、（複数の）制御されたしわがブレードストリンガー２４内に配置される結果となる。この例では、ブレードストリンガー２４の構成に２枚の当て板４６が使用され、各当て板４６は、図５に示すように、Ｌ字形の構成を有し、ブレードストリンガー２４の未硬化の複合材料４８の対向する側面に配置される。他の形状のストリンガーに適合させるため、或いは、硬化前の複合部品の形成において、繊維を直線配列から歪ませることによる幾何学的な形状変化を有する、製造される他の複合部品用に、他の形状の（複数の）当て板４６を使用することができる。

【0019】

図４から図６を参照すると、当て板４６は、未硬化の複合材料４８の硬化プロセス中に使用するために、未硬化の複合材料４８に配置する際に使用され、ブレードストリンガー２４などの複合部品を、しわを制御して製造する。当て板４６は、当て板４６によって画定され、当て板４６を通り且つ当て板４６に沿って延伸する第１のスリット５０を含む。第１のスリット５０は、未硬化の複合材料４８の表面５４に配置するために、当て板４６の表面５２から当て板４６を通って延伸する。第１のスリット５０は、図５の例で示すように、未硬化の複合材料４８の表面５４から離れて面する関係で配置するために、当て板４６の対向面５６まで当て板４６を通って延伸し、当て板４６の表面５２は、未硬化の複合材料４８に配置されている。

【0020】

図４及び図５を参照すると、当て板４６の表面５２の少なくとも一部５８は、フランジ３０の未硬化の複合材料４８上に配置されており、図５に示すように、直線方向Ｌに延伸する。同様に、当て板４６の表面５２の少なくとも一部６０は、ウェブ３２の未硬化の複合材料４８上に配置されており、図５に示すように、直線方向Ｌ’に延伸する。フランジ３０の複合材料４８を背にして配置された、当て板４６の対向面５６の少なくとも一部６２は、図５に示すように、直線方向Ｌに延伸し、当て板４６の対向面５６の少なくとも一部６４は、ウェブ３２の未硬化の複合材料４８を背にして配置され、これも図５に示すように、直線方向Ｌ’に延伸する。表面５２の少なくとも一部６６は曲線方向Ｃに延伸し、且つ対向面５６の一部６８は曲線方向Ｃに延伸する。

【0021】

図４及び図５を参照すると、第１のスリット５０は、この例ではブレードストリンガー２４のフランジ３０に沿って延伸する当て板４６の部分７０に沿って直線方向ＬＤに延伸し、且つこの例ではブレードストリンガー２４のウェブ３２に沿って延伸する当て板４６の部分７２に沿って直線方向ＬＤ’に延伸する。この例では、ブレードストリンガー２４の形成に使用される当て板４６に関し、図４に示すように、当て板４６の部分７０及び７２は、当て板４６の湾曲部７４に沿って互いに結合する。これも図４に示すように、第１のスリット５０は当て板４６を通って延伸し、当て板４６の部分７０及び７２内に、且つ当て板４６の湾曲部７４内に配置される。

【0022】

第１のスリット５０は、製造される複合部品内に制御されたしわを形成するために、必要に応じてさまざまな幅寸法及び長さ寸法で作成することができる。この例では、幅寸法Ｗは、１インチの１００分の５（０．０５インチ）を含むそれ以下の、例えば１インチの１００分の１（０．０１インチ）を含む。当て板４６は長さＬを有し、第１のスリット５０は、ブレードストリンガー２４のフランジ３０用の未硬化の複合材料４８に配置するために、当て板４６の部分７０に沿って直線方向ＬＤに延伸し、図４に示すように、当て板４６の長さＬに対して横方向に延伸している。同様に、第１のスリット５０は、ブレードストリンガー２４のウェブ３２用の未硬化の複合材料４８に配置するために、当て板４６の部分７２に沿って直線方向ＬＤ’に延伸し、これも図４に示すように、当て板４６の長さＬに対して横方向に延伸している。

【0023】

図４及び図６に示すように、当て板４６は、当て板４６によって画定され、当て板４６を通り且つ当て板４６に沿って延伸し、第１のスリット５０から離間されて配置された、第２のスリット７６をさらに含む。第１のスリット５０及び第２のスリット７６は、互いに離間されて当て板４６に沿って延伸し、且つ同じ方向に延伸し、図４に示すように互いに平行である。当て板４６は、端部７８及び第２の対向する端部８０を有する。第１のスリット５０は、当て板４６の端部７８を通って延伸し、且つ当て板４６の第２の対向する端部８０に向かって延伸し、第１のスリット５０の端部８２は当て板４６によって画定され、当て板４６の第２の対向する端部８０から離間されて配置される。第２のスリット７６は、当て板４６の第２の対向する端部８０を通って延伸し、且つ当て板４６の端部７８に向かって延伸し、第２のスリット７６の端部８４は、当て板４６によって画定され、当て板４６の端部７８から離間されて配置される。

【0024】

図４の当て板４６をさらに参照すると、当て板４６によって画定され、当て板４６を通り且つ当て板４６に沿って延伸する第３のスリット８６が第２のスリット７６に隣接して配置され、第２のスリット７６は、第１のスリット５０と第３のスリット８６との間に配置されている。第３のスリット８６は、当て板４６の第２の対向する端部８０に向かって、当て板４６の端部７８を通って延伸する。第３のスリット８６の端部８８は、当て板４６によって画定され、当て板４６の第２の対向する端部８０から離間されて配置される。当て板４６によって画定され、当て板４６を通り且つ当て板４６に沿って延伸する第４のスリット９０が第１のスリット５０に隣接して配置され、第１のスリット５０は、第２のスリット７６と第４のスリット９０との間に配置されている。第４のスリット９０は、当て板４６の端部７８に向かって、当て板４６の第２の対向する端部８０を通って延伸する。第４のスリット９０の端部９２は、当て板４６によって画定され、当て板４６の端部７８から離間されて配置される。第１のスリット５０の端部８２、第２のスリット７６の端部８４、第３のスリット８６の端部８８、及び第４のスリット９０の端部９２の構成はそれぞれ、当て板４６を個別の部分に分ける必要なく、ブレードストリンガー２４の長さＬに沿って延伸する連続性を当て板４６に与える。

【0025】

第１のスリット５０、第２のスリット７６、第３のスリット８６、及び第４のスリット９０の構成はそれぞれ、複合材外皮２０内に配置されたランプ２６の第１の湾曲２８がある場所に配置される。先に説明した通り、フランジ３０内の繊維３４、及びウェブ３２内の繊維３６の歪みは、ブレードストリンガー２４を硬化させる前に、ブレードストリンガー２４を複合材外皮２０の内面２２の外形に適合させた結果発生する。製造者は、ブレードストリンガー２４などの複合部品に制御されたしわを提供するようにスリット及びスリットのサイズを配置でき、その結果、制御されたしわは、このような部品を製造するための技術基準及び規制基準に適合するようになる。製造者による第１のスリット５０、第２のスリット７６、第３のスリット８６、及び第４のスリット９０などのスリットの位置及び寸法によって、例えば、図７に示すように、未硬化の複合材料４８の部分９４が第１のスリット５０に入り、未硬化の複合材料４８の部分９６が第３のスリット８６に入る結果になる。未硬化の複合材料４８の引き込みは、未硬化の複合材料４８と当て板４６とを真空圧着し、且つ真空バッグ内に配置される減圧を印加すると生じる。ブレードストリンガー２４の未硬化の複合材料４８は、フランジ３０に沿って第１のスリット５０及び第３のスリット８６の中に引き込まれ、且つ同時にブレードストリンガー２４のウェブ３２に沿って（図示せず）第１のスリット５０及び第３のスリット８６の中に引き込まれる。同様に、未硬化の複合材料４８は、フランジ３０及びウェブ３２に沿って、第２のスリット７６及び第４のスリット９０の中にさらに引き込まれる（図示せず）。未硬化の複合材料４８が、第１のスリット５０、第２のスリット７６、第３のスリット８６、及び第４のスリット９０内にそれぞれ引き込まれて硬化されると、製造者は、図８に示すように、予め決められたサイズ及び位置のしわＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤを生成し、これらは図６に示すように、当て板４６の第１のスリット５０、第２のスリット７６、第３のスリット８６、及び第４のスリット９０の位置にそれぞれ対応する。しわのサイズ及び位置を制御することにより、製造された複合部品内で許容されるしわの数についての技術仕様及び規制基準に適合するように、ブレードストリンガー２４などの複合部品の製造を最適化する機会を製造者に与える。

【0026】

図９を参照すると、未硬化の複合材料４８で構成される、例えばブレードストリンガー２４などの部品を製造する方法９８が示され、未硬化の複合材料４８は、未硬化の複合材料４８を湾曲させる複合材外皮２０の第１の湾曲２８のように、幾何学的変化を有する。方法９８は、当て板４６を未硬化の複合材料４８に重なり合う関係で配置するステップを含む。未硬化の複合材料４８は幾何学的変化を有し、当て板４６は、当て板４６によって画定され、当て板４６を通り且つ当て板４６に沿って延伸する第１のスリット５０を含む。方法９８は、未硬化の複合材料４８及び当て板４６を真空バッグ（図示せず）の中に配置するステップをさらに含む。

【0027】

方法９８は、真空バッグ（図示せず）内に減圧を配置して、未硬化の複合材料４８の一部９４を第１のスリット５０の中に引き込むステップをさらに含む。また、方法９８は、例えば、オートクレーブで未硬化の複合材料４８を加熱して未硬化の複合材料４８を硬化させ、図７及び図８に示すように、第１のスリット５０内に配置された未硬化の複合材料４８の部分９４が、硬化された複合材料４８’内に、予め決められ制御されたしわＡを形成するステップをさらに含む。

【0028】

当て板４６の第１のスリット５０は、未硬化の複合材料４８の表面５４に面する関係で配置するために当て板４６の表面５２から延伸し、且つ未硬化の複合材料４８の表面５４から離れて面する関係で配置するために、当て板４６の対向面５６まで当て板４６の厚さ寸法を通って延伸する。当て板４６は、当て板４６によって画定され、当て板４６を通り且つ当て板４６に沿って延伸し、第１のスリット５０から離間されて配置された、第２のスリット７６をさらに含む。第１のスリット５０及び第２のスリット７６は、同じ方向に延伸しながら、互いに離間されて当て板４６に沿って延伸し、例えば図４に示すように互いに平行である。第１のスリット５０及び第２のスリット７６は、図８に示すような予め決められ制御されたしわＡ及びＢの形成に使用することができる。複合部品内に、技術仕様及び規制基準に適合する、許容され制御されたしわを生成するために必要に応じて追加のスリットを設けることができる。

【0029】

さまざまな実施形態について述べてきたが、本開示は、それに限定されることを意図するものではない。開示した実施形態に対して変更を加えることができ、これも添付の特許請求の範囲内である。

【符号の説明】

【0030】

１０ 航空機
１２ 翼
１４ 機体
１６ 垂直尾翼
１８ 水平尾翼
２０ 複合材外皮
２２ 複合材外皮の内面
２４ ブレードストリンガー
２６ ランプ
２８ 第１の湾曲
２９ 第２の湾曲
３０ フランジ
３２ ウェブ
３４ フランジ内の繊維
３６ ウェブ内の繊維
３８ フランジ内の繊維の上部
４０ フランジ内の繊維の下部
４２ ウェブ内の繊維の上部
４４ ウェブ内の繊維の下部
４６ 当て板
４８ 未硬化の複合材料
４８’ 硬化された複合材料
５０ 第１のスリット
５２ 当て板の表面
５４ 未硬化の複合材料の表面
５６ 当て板の対向面
５８ 当て板の表面の一部
６０ 当て板の表面の一部
６２ 当て板の対向面の一部
６４ 当て板の対向面の一部
６６ 当て板の表面の一部
６８ 当て板の対向面の一部
７０ 当て板の部分
７２ 当て板の部分
７４ 当て板の湾曲部
７６ 第２のスリット
７８ 当て板の端部
８０ 当て板の第２の対向する端部
８２ 第１のスリットの端部
８４ 第２のスリットの端部
８６ 第３のスリット
８８ 第３のスリットの端部
９０ 第４のスリット
９２ 第４のスリットの端部
９４ 未硬化の複合材料の一部、未硬化の複合材料の部分
９６ 未硬化の複合材料の部分
９８ 部品を製造する方法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】