(57)【要約】      （修正有）【課題】被覆マンドレルパッケージを製造するための装置及び方法を提供する。【解決手段】複合材構造を製造するために用いられる被覆マンドレルパッケージ（１００）は、マンドレル（１０４）と、このマンドレルを包んで被覆マンドレル（１２４）を形成するラッププライ（１０２）と、を含む。被覆マンドレルパッケージは、さらに、被覆マンドレルの第１アール部（１１８）において、ラッププライに結合された第１アールフィラー（１１４）と、被覆マンドレルの第２アール部（１２０）において、ラッププライに結合された第２アールフィラー（１１６）と、を含む。これらマンドレル、ラッププライ、第１アールフィラー、及び、第２アールフィラーが圧密化されて、被覆マンドレルパッケージを形成する。【選択図】図２
2020114661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材構造の製造に用いる被覆マンドレルパッケージを製造するための方法であって、
ダイツールのキャビティ上方にラッププライを配置することと、
前記ラッププライ上にマンドレルを配置することと、
前記マンドレル及び前記ラッププライを前記キャビティの中に押し込むことと、
前記ラッププライを前記マンドレルに巻き付けて、被覆マンドレルを形成することと、
前記被覆マンドレルの第１アール部に第１アールフィラーを配置することと、
前記被覆マンドレルの第２アール部に第２アールフィラーを配置することと、
前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、及び、前記第２アールフィラーを圧密化して、前記被覆マンドレルパッケージを形成することと、の各ステップを含む方法。
【請求項２】
前記マンドレル及び前記ラッププライを前記キャビティの中に押し込む際に、前記ダイツールのダイ第１部分と前記ダイツールのダイ第２部分とを、互いに対して相対的に移動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記キャビティの中に配置されたウェッジで前記ラッププライを支持することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記巻き付けるステップは、
前記ダイ第１部分の第１ツール面を用いて、前記ラッププライの第１中間部を前記マンドレルの第２側面に沿ってスイーピングすることと、
前記ダイ第２部分の第２ツール面を用いて、前記ラッププライの第２中間部を前記マンドレルの第１側面に沿ってスイーピングすることと、
スイープアームを用いて、前記ラッププライの第１端部及び第２端部を前記マンドレルの底面に沿ってスイーピングすることと、を含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記圧密化ステップの間に、前記第１アールフィラー及び前記第２アールフィラーを前記ラッププライに付着させることをさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記被覆マンドレル、前記第１アールフィラー、及び、前記第２アールフィラー上に内側モールドラインプライを配置することをさらに含み、
前記圧密化ステップは、前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、前記第２アールフィラー、及び、前記内側モールドラインプライを圧密化して、前記被覆マンドレルパッケージを形成することを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記圧密化ステップは、真空圧力を加えることを含み、前記方法は、前記ラッププライを配置するステップの前に、前記ダイツールの前記キャビティ上方に真空バギングフィルムを配置することをさらに含み、前記ラッププライは、前記真空バギングフィルム上に配置される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記真空圧力を加えるために、前記真空バギングフィルムに支持プレートを封着することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
複合材構造の製造に用いる被覆マンドレルパッケージであって、
マンドレルと、
前記マンドレルを包んで被覆マンドレルを形成するラッププライと、
前記被覆マンドレルの第１アール部において、前記ラッププライに結合された第１アールフィラーと、
前記被覆マンドレルの第２アール部において、前記ラッププライに結合された第２アールフィラーと、を含み、
前記被覆マンドレルパッケージは、前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、及び、前記第２アールフィラーが圧密化されて形成されたものである、被覆マンドレルパッケージ。
【請求項１０】
前記第１アールフィラー、及び、前記第２アールフィラーは、前記ラッププライに付着している、請求項９に記載の被覆マンドレルパッケージ。
【請求項１１】
前記被覆マンドレル、前記第１アールフィラー、及び、前記第２アールフィラーに結合された内側モールドラインプライをさらに含み、前記被覆マンドレルパッケージは、前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、前記第２アールフィラー、及び、前記内側モールドラインプライが圧密化されて形成されたものである、請求項９又は１０に記載の被覆マンドレルパッケージ。
【請求項１２】
前記内側モールドラインプライは、前記第１アールフィラー、前記第２アールフィラー、及び、前記ラッププライに付着している、請求項１１に記載の被覆マンドレルパッケージ。
【請求項１３】
前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、及び、第２アールフィラーは、圧密化されることによって支持プレートに結合されている、請求項９〜１２のいずれかに記載の被覆マンドレルパッケージ。
【請求項１４】
前記被覆マンドレルパッケージと前記支持プレートとは、互いに相補的な輪郭を有する、請求項１３に記載の被覆マンドレルパッケージ。
【請求項１５】
被覆マンドレルパッケージの製造に用いる装置であって、
部分的に巻かれた被覆マンドレルを形成するためのダイツールと、
前記ダイツールに対して相対的に移動可能であって、被覆マンドレルを形成するためのスイープアームと、
前記被覆マンドレルに第１アールフィラー及び第２アールフィラーを配置するためのアールフィラー配置機構と、
前記被覆マンドレルパッケージを形成するための圧密化機構と、を含む装置。
【請求項１６】
前記ダイツールは、キャビティを形成し、
前記ダイツールは、前記キャビティの中にラッププライ及びマンドレルが押し込まれると、前記ラッププライを前記マンドレルに部分的に巻き付けて、前記部分的に巻かれた被覆マンドレルを形成し、
前記スイープアームは、前記ラッププライを前記マンドレルにさらに巻き付けて、前記被覆マンドレルを形成する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記ラッププライ及び前記マンドレルを前記キャビティの中に押し込むよう構成されたプレスツールをさらに含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記スイープアームは、前記ラッププライの第１端部及び第２端部を、前記マンドレルの底面に沿ってスイーピングするよう構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記アールフィラー配置機構は、前記第１アールフィラーを前記被覆マンドレルの第１アール部に配置するとともに、前記第２アールフィラーを前記被覆マンドレルの第２アール部に配置するよう構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記圧密化機構は、前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、及び、前記第２アールフィラーを圧密化して、前記被覆マンドレルパッケージを形成するよう構成されている、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、複合材の製造に関し、より具体的には、複合材構造の製造に用いる被覆マンドレルパッケージ（bladder mandrel package）に関する。さらに具体的には、本開示は、被覆マンドレルパッケージを製造するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、一般的に、土台となる骨格構造としての機体を含み、これに、外板を装着することで形成された空力的な外面を有する。航空機の胴体部及び翼外板は、様々な形状のストリンガを用いて補強される。航空機の重量を低減するため、航空機には、複合材料が用いられる。最新の航空機では、ストリンガ及び外板のいずれにも、複合材料が用いられている。
【０００３】
従来の手法によれば、複合材ストリンガは、ファスナを用いて複合材外板に接合されるか、複合材ストリンガを硬化させることで複合材外板に接合されるか、或いは、その両方の組み合わせによって接合される。また、従来のプロセスには、複合材ストリンガと複合材外板の両方に共通して用いられる硬化ツール上で、複合材ストリンガを組み立てるものもある。
【０００４】
硬化ツール上で複合材ストリンガを組み立てるためには、複数のプロセスを実行する必要があり、その各々が所定の実行時間を要する。ストリンガの各コンポーネントは、それぞれ別個に硬化ツールに配置され、その後、押し固められる。複合材ストリンガの組み立てに関わる各プロセスは、全体の製造時間にプラスされる。製造時間は、航空機の製造台数を限定する要因になりうる。
【０００５】
断面形状が完全に、或いは、部分的に閉じた複合材構造を製造するには、少なくとも部分的に閉塞されたキャビティの中にツールを配置する必要がある。キャビティが少なくとも部分的に閉塞されている場合、ツールの取り外しも困難であり、望ましくない。また、中実のマンドレルは、複合材構造からの取り出し経路が直線の見通し線状でないと、使用することができない。
【０００６】
したがって、複合材の製造分野で当業者の研究開発の努力が続けられており、上記に指摘した事項に対処することを意図した装置及び方法は、有用であろう。
【発明の概要】
【０００７】
以下に、本開示の要旨の実施例を列挙するが、これらの実施例は全てを網羅するものではなく、また、特許請求の範囲に記載されているものも、されていないものも含まれうる。
【０００８】
一実施例において開示する、複合材構造の製造に用いる被覆マンドレルパッケージを製造するための方法は、（１）ダイツールのキャビティ上方にラッププライを配置することと、（２）前記ラッププライ上にマンドレルを配置することと、（３）前記マンドレル及び前記ラッププライを前記キャビティの中に押し込むことと、（４）前記ラッププライを前記マンドレルに巻き付けて、被覆マンドレルを形成することと、（５）前記被覆マンドレルの第１アール部に第１アールフィラーを配置することと、（６）前記被覆マンドレルの第２アール部に第２アールフィラーを配置することと、（７）前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、及び、第２アールフィラーを圧密化して、前記被覆マンドレルパッケージを形成することと、の各ステップを含む。
【０００９】
本開示の一実施例において、複合材構造を製造するための方法は、（１）被覆マンドレルパッケージ上方に複合材チャージを配置することと、（２）前記複合材チャージを前記被覆マンドレルパッケージと支持プレートに沿って成形して、ストリンガレイアップを形成することと、（３）前記ストリンガレイアップを圧密化して、圧密化ストリンガパッケージを形成することと、の各ステップを含む。
【００１０】
本開示の一実施例において、複合材構造の製造に用いる被覆マンドレルパッケージは、マンドレルと、前記マンドレルを包んで被覆マンドレルを形成するラッププライと、を含む。前記被覆マンドレルパッケージは、さらに、前記被覆マンドレルの第１アール部において前記ラッププライに結合された第１アールフィラーと、前記被覆マンドレルの第２アール部において前記ラッププライに結合された第２アールフィラーと、を含む。前記被覆マンドレルパッケージは、前記マンドレル、前記ラッププライ、前記第１アールフィラー、及び、第２アールフィラーが圧密化されて形成されたものである。
【００１１】
本開示の一実施例において、被覆マンドレルパッケージの製造に用いる装置は、部分的に巻かれた被覆マンドレルを形成するためのダイツールと、前記ダイツールに対して相対的に移動可能であって、被覆マンドレルを形成するためのスイープアームと、を含む。前記装置は、さらに、前記被覆マンドレルに第１アールフィラー及び第２アールフィラーを配置するためのアールフィラー配置機構を含む。前記装置は、さらに、前記被覆マンドレルパッケージを形成するための圧密化機構を含む。
【００１２】
本開示のシステム及び方法についての他の実施例は、下記の詳細な説明、添付図面、及び、請求の範囲から明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】製造環境の実施例の概略ブロック図である。
【図２】被覆マンドレルパッケージの実施例の概略図である。
【図３】被覆マンドレルパッケージの別の実施例の概略図である。
【図４】被覆マンドレルパッケージを製造するための装置の実施例の概略図であって、マンドレル、及び、巻き付け前のラッププライの例を示している。
【図５】同じ装置の実施例の概略図であって、マンドレルの一部がラッププライで巻かれた例を示している。
【図６Ａ】同じ装置の実施例の概略図であって、マンドレルの別の一部がラッププライで巻かれた例を示している。
【図６Ｂ】同じ装置の実施例の概略図であって、マンドレルの別の一部がラッププライで巻かれた例を示している。
【図７】同じ装置の実施例の概略図であって、図２の被覆マンドレルパッケージにおいて、圧密化される前の被覆マンドレルレイアップの例を示している。
【図８】同じ装置の実施例の概略図であって、図３の被覆マンドレルパッケージにおいて、圧密化される前の被覆マンドレルレイアップの例を示している。
【図９】同じ装置の実施例の概略図であって、図２の被覆マンドレルパッケージにおいて、圧密化中の被覆マンドレルレイアップの例を示している。
【図１０】同じ装置の実施例の概略図であって、図３の被覆マンドレルパッケージにおいて、圧密化中の被覆マンドレルレイアップの例を示している。
【図１１】図２の被覆マンドレルパッケージを用いて圧密化される前の複合材ストリンガレイアップの実施例の概略図である。
【図１２】図２の被覆マンドレルパッケージを用いて圧密化されたストリンガパッケージの実施例の概略図である。
【図１３】図３の被覆マンドレルパッケージを用いて圧密化される前の複合材ストリンガレイアップの実施例の概略図である。
【図１４】図３の被覆マンドレルパッケージを用いて圧密化されたストリンガパッケージの実施例の概略図である。
【図１５】圧密化を行う前の機械式成形ツールの実施例、及び、真空成形機器の実施例の概略図である。
【図１６】圧密化を実行中の機械式成形ツールの実施例、及び、真空成形機器の実施例の概略図である。
【図１７】硬化ツールの実施例の概略図であって、圧密化ストリンガパッケージの例を示している。
【図１８】特定の輪郭形状を有する被覆マンドレルパッケージの実施例の概略的な斜視図である。
【図１９】図１８の輪郭形状を有する被覆マンドレルパッケージの実施例の概略的な断面図である。
【図２０】図１８の輪郭形状を有する被覆マンドレルパッケージの実施例の概略的な断面図である。
【図２１】図１８の輪郭形状を有する被覆マンドレルパッケージの実施例の概略的な平面図である。
【図２２】図１８の輪郭形状を有する被覆マンドレルパッケージの実施例の概略的な立面図である。
【図２３】被覆マンドレルパッケージを製造するための方法の実施例の概略的なフロー図である。
【図２４】複合材構造を製造するための方法の実施例の概略的なフロー図である。
【図２５】航空機の実施例の概略図である。
【図２６】航空機の製造及び使用方法の実施例のフロー図である。
【図２７】被覆マンドレルパッケージを製造するための装置におけるダイツールの実施例を示す概略的な斜視図である。
【図２８】図２７のダイツールを反対側から示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の詳細な説明において、本開示の特定の実施例を示す添付図面を参照する。ただし、別の構成や処理を含む他の実施例も、本開示の範囲を逸脱するものではない。同様の参照符号は、異なる図面においても同じ特徴、要素、又は、コンポーネントを表す場合がある。
【００１５】
本開示の技術的事項の例示的な実施例について以下に記載する。これらの実施例は、すべてを網羅するものではなく、また、特許請求の範囲に記載されているものも、されていないものも含まれうる。本明細書において、「実施例」というときは、当該例に関連させて述べる特徴、構造、要素、コンポーネント、特性、及び／又は、処理ステップの１つ以上が、本開示による技術的事項の実施形態及び／又は実施態様の少なくとも１つに含まれるということを意味する。よって、「一実施例」、「１つ以上の実施例」などの表現は、必ずではないが、本開示を通じて同一の例を指す場合がある。さらに、ある実施例を特徴づける技術的事項は、必ずではないが、他の実施例を特徴づける技術的事項を含む場合がある。
【００１６】
本開示は、図１〜図１７を参照して、被覆マンドレルパッケージ１００、及び、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて製造される複合材構造２００の実施例を提供する。１つ以上の実施例において、複合材構造２００は、航空機のスティフナなどの、航空機のコンポーネントである。一実施例において、複合材構造２００は、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成された複合材ストリンガ２１０を含む。
【００１７】
図１は、製造環境２５０の一実施例を示す。複合材構造２００を形成するために用いられる被覆マンドレルパッケージ１００の実施例は、製造環境２５０において製造（例えば、形成又は作製）される。同様に、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成される複合材構造２００の実施例は、製造環境２５０において製造される。
【００１８】
図１〜図３を参照すると、一実施例の被覆マンドレルパッケージ１００は、マンドレル１０４を含む。マンドレル１０４は、様々な断面形状及び／又は幾何形状（geometries）のいずれを有するものでもよい。一般的に、マンドレル１０４は、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成される複合材構造２００の断面形状の少なくとも一部に対応した相補的な形状を有する。例えば、マンドレル１０４の幾何形状は、複合材ストリンガ２１０の幾何形状などの、複合材構造２００の幾何形状に基づいて設計される。マンドレル１０４は、ひいては、被覆マンドレルパッケージ１００は、所望の幾何形状の複合材構造２００が得られるように形成される。この例示的な実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、台形の断面形状を有する。このような実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００を用いることで、ハット形状の断面を有する複合材ストリンガ２１０が形成される。
【００１９】
図２及び図３に示すように、一実施例では、マンドレル１０４は、等脚台形の断面を有する。例えば、マンドレル１０４は、底面１１２と、底面１１２の反対側で底面に平行な頂面１０６と、第１側面１０８と、第１側面１０８の反対側の第２側面１１０と、を有する。
【００２０】
図２及び図３に示すように、一実施例では、マンドレル１０４の角部の１つ以上にはアールが付けられている（即ち、角部又はエッジに丸みがつけられており、半径を有する）。この例示的な実施例では、マンドレル１０４は、底面１１２と第１側面１０８との交点に形成された第１アール部（first radius）１１８（例えば、アールが付けられた第１角部）、及び、底面１１２と第２側面１１０との交点に形成された第２アール部１２０（例えば、アールが付けられた第２角部）を有する。
【００２１】
別の実施例では、マンドレル１０４の角部の１つ以上は、尖った角部であってもよい。
【００２２】
図１〜図３を参照すると、一実施例の被覆マンドレルパッケージ１００は、ラッププライ１０２を含む。ラッププライ１０２でマンドレル１０４を包むことで、被覆マンドレル（wrapped mandrel）１２４が形成される。一実施例では、ラッププライ１０２は、複合材料から成る。図２及び図３に示すように、ラッププライ１０２は、マンドレル１０４の外表面１２６に巻き付けられている。換言すると、ラッププライ１０２は、頂面１０６、第１側面１０８、第２側面１１０、及び、底面１１２を覆っている。
【００２３】
一実施例では、ラッププライ１０２は、所定数の複合材料プライ又はシートを含むか、或いは、これにより形成されている。本明細書における「所定数の」との表現は、１つ又は複数のアイテムを意味する。各複合材プライは、ポリマ樹脂マトリックスで結着された強化繊維を含む。複合材料に用いられる樹脂には、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂がある。繊維は、一方向繊維でもよいし、織布や織物繊維の形態でもよい。ラッププライ１０２における様々なプライを構成する複合材料の繊維は、同一の繊維配向であってもよいし、異なる繊維配向であってもよい。
【００２４】
一実施例では、マンドレル１０４に巻き付けられた状態のラッププライ１０２は、マンドレル１０４の断面形状によって形成される断面形状を有する。この実施例では、マンドレル１０４に巻き付けられた状態のラッププライ１０２は、マンドレル１０４によって形成された台形の断面形状を有する。ラッププライ１０２は、複合材構造２００の形成中に、その形状の維持を補助する機能を有する。
【００２５】
図２及び図３に示すように、一実施例では、被覆マンドレル１２４の角部の１つ以上には、アールが付けられている（即ち、角部又はエッジに丸みがつけられており、半径を有する）。この半径は、ラッププライ１０２が、マンドレル１０４のアール付き角部に沿わせて折り畳まれ、或いは、巻き付けられることによって形成される。この例示的な実施例では、被覆マンドレル１２４は、マンドレル１０４の底面１１２を覆う部分のラッププライ１０２とマンドレル１０４の第１側面１０８を覆う部分のラッププライ１０２との交点に形成された第１アール部１１８（例えば、アールが付けられた第１角部１４８）、及び、底面１１２を覆う部分のラッププライ１０２とマンドレル１０４の第２側面１１０を覆う部分のラッププライ１０２との交点に形成された第２アール部１２０（例えば、アールが付けられた第２角部１５０）を有する。
【００２６】
図１〜図３を参照すると、一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６を含む。一実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は、複合材料から成る。図２及び図３に示すように、第１アールフィラー１１４は、被覆マンドレル１２４の第１アール部１１８において、ラッププライ１０２に結合されている。第２アールフィラー１１６は、被覆マンドレル１２４の第２アール部１２０において、ラッププライ１０２に結合されている。第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は、複合材構造２００の垂直コンポーネントの接続部の湾曲に適合した形状を有する。第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は、一般的に、「ヌードル」と呼ばれる。”
【００２７】
一実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６の各々は、ポリマ樹脂材料を含むか、或いは、ポリマ樹脂材料により形成される。別の実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６の各々は、ポリマ樹脂材料で結着された不織繊維を含む。通常、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６のポリマ樹脂材料と、ラッププライ１０２のポリマ樹脂マトリックスとは、相溶性を有する（compatible）。
【００２８】
図２に示すように、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６が圧密化される、或いは、押し固められる（consolidated, or compacted）ことによって、被覆マンドレルパッケージ１００が形成される。一実施例では、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４に圧力又は力を加えることで、これらのコンポーネントが圧密化されて、圧密化（compacted）被覆マンドレルパッケージが形成される。換言すると、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２に圧力又は力が加わると、マンドレル１０４の外表面１２６に生じる反作用によって、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６がマンドレル１０４に対して押し固められる。
【００２９】
一実施例では、圧密化の後に、ラッププライ１０２をマンドレル１０４の外表面１２６に付着させる。換言すると、ラッププライ１０２を、頂面１０６、第１側面１０８、第２側面１１０、及び、底面１１２に付着させる。ラッププライ１０２は、ラッププライ１０２を構成する複合材料自体の粘着性（inherent tackiness）によってマンドレル１０４に付着させるか、或いは、接合剤（例えば、接着剤）を補助的に用いて付着させてもよい。別の実施例では、圧密化の後に、ラッププライ１０２をマンドレル１０４の外表面１２６に付着させることはしない。このような実施例では、被覆マンドレル１２４、ひいては、被覆マンドレルパッケージ１００は、マンドレル１０４とラッププライ１０２の間に１つ以上の追加の材料層１５２（図２及び図３）を含む。１つ以上の追加の材料層１５２は、マンドレル１０４にラッププライ１０２で包む前に、マンドレル１０４に巻き付けられる。例えば、被覆マンドレルパッケージ１００は、材料層の中でも特に、圧密化の際にラッププライ１０２がマンドレル１０４に付着してしまうことを防ぐよう構成された離型プライ１５４（図２及び図３）を含んでもよい。
【００３０】
一実施例では、圧密化の後に、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６をラッププライ１０２に付着させる。第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２は、これら第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び／又は、ラッププライ１０２を構成する複合材料自体の粘着性によって互いに付着させるか、或いは、接合剤（例えば、接着剤）を補助的に用いて付着させてもよい。
【００３１】
図１〜図３を参照すると、一実施例の被覆マンドレルパッケージ１００は、内側モールドラインプライ１２２を含む。一実施例では、内側モールドラインプライ１２２は、複合材料から成る。図３に示すように、内側モールドラインプライ１２２は、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６に結合されている。内側モールドラインプライ１２２は、複合材構造２００の形成中に、その形状の維持を補助する機能を有する。例えば、内側モールドラインプライ１２２は、圧密化の際の圧潰を防止するように機能する。
【００３２】
一実施例では、内側モールドラインプライ１２２は、所定数の複合材プライ又はシートによって形成されている。各複合材プライは、ポリマ樹脂マトリックスで結着された強化繊維を含む。複合材料に用いられる樹脂には、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂がある。繊維は、一方向繊維でもよいし、織布や織物繊維の形態でもよい。内側モールドラインプライ１２２における様々なプライを構成する複合材料の繊維は、同一の繊維配向であってもよいし、異なる繊維配向であってもよい。通常、内側モールドラインプライ１２２のポリマ樹脂マトリックスは、第１アールフィラー１１４と第２アールフィラー１１６のポリマ樹脂マトリックス、及び、ラッププライ１０２のポリマ樹脂マトリックスに対して相溶性を有する。
【００３３】
一実施例では、ラッププライ１０２の複合材料の繊維と、内側モールドラインプライ１２２の複合材料の繊維とは、同じ繊維配向を有する。別の実施例では、ラッププライ１０２の複合材料の繊維と、内側モールドラインプライ１２２の複合材料の繊維とは、異なる繊維配向を有する。
【００３４】
図３に示すように、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２が圧密化される、或いは、押し固められることによって、被覆マンドレルパッケージ１００が形成される。一実施例では、内側モールドラインプライ１２２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４に圧力又は力を加えることで、これらのコンポーネントが圧密化されて、圧密化被覆マンドレルパッケージが形成される。換言すると、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６に圧力又は力が加わると、マンドレル１０４の外表面１２６に生じる反作用によって、内側モールドラインプライ１２２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２がマンドレル１０４に対して押し固められる。
【００３５】
一実施例では、圧密化の後、内側モールドラインプライ１２２を、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２に付着させる。内側モールドラインプライ１２２は、内側モールドラインプライ１２２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び／又は、ラッププライ１０２を構成する複合材料自体の粘着性によって、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２に付着させるか、或いは、接合剤（例えば、接着剤）を補助的に用いて付着させてもよい。
【００３６】
図１〜図３を参照すると、一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８上で形成され、或いは、圧密化される。このような実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、圧密化後に取り外すことが可能な態様で、支持プレート５０８に結合される。
【００３７】
図２に示すように、一実施例では、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６は、支持プレート５０８の表面に固定されている。一実施例では、圧密化によって被覆マンドレルパッケージ１００を形成した後に、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６を支持プレート５０８の表面に付着させる。別の実施例では、圧密化の後、被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８を介して真空引きすることで、支持プレート５０８に固定される。
【００３８】
図３に示すように、一実施例では、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２は、支持プレート５０８の表面に固定されている。一実施例では、圧密化によって被覆マンドレルパッケージ１００を形成した後に、内側モールドラインプライ１２２を支持プレート５０８の表面に付着させる。別の実施例では、圧密化の後、被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８を介して真空引きすることで、支持プレート５０８に固定される。
【００３９】
図１及び図４〜図１０を参照すると、本開示は、被覆マンドレルパッケージ１００を製造するために用いられる装置５００の実施例を提供する。一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、マンドレル１０４の圧密化コンポーネント、マンドレル１０４を包んで被覆マンドレル１２４を形成するラッププライ１０２、被覆マンドレル１２４の第１アール部１１８においてラッププライ１０２に結合された第１アールフィラー１１４、及び、被覆マンドレル１２４の第２アール部１２０においてラッププライ１０２に結合された第２アールフィラー１１６を含むか、或いは、これにより形成されており、任意の要素として、内側モールドラインプライ１２２が被覆マンドレル１２４、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６に結合されていてもよい。
【００４０】
一実施例では、装置５００は、マンドレル１０４にラッププライ１０２を巻きつけて、被覆マンドレル１２４を形成するよう構成されている。一実施例では、装置５００は、図２及び図３に示す離型プライ１５４などの１つ以上の追加の材料層１５２もマンドレル１０４に巻き付けるように構成されている。マンドレル１０４に１つ以上の追加の材料層１５２を巻き付けることは、マンドレル１０４にラッププライ１０２を巻き付けるよりも先に、或いは、ラッププライ１０２と同時に巻き付けられる。一実施例では、装置５００は、さらに、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６を被覆マンドレル１２４に配置するよう構成されている。一実施例では、装置５００は、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２がある場合には、これを第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、被覆マンドレル１２４上に配置するようにも構成されている。一実施例では、装置５００は、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、ラッププライ１０２、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２を、マンドレル１０４に対してして押し固めて、圧密化被覆マンドレルパッケージ１００を形成する。
【００４１】
図４及び図５に示すように、一実施例では、装置５００は、ダイツール５０２を含む。ダイツール５０２は、ダイ第１部分（die-first portion）５１２及びダイ第２部分（die-second portion）５１４を含む。ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４によって、キャビティ５０４が画成される。換言すると、キャビティ５０４は、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４の間に形成される。キャビティ５０４の中に、被覆マンドレルパッケージ１００のラッププライ１０２、及び、被覆マンドレルパッケージ１００のマンドレル１０４が押し込まれて、ラッププライ１０２がマンドレル１０４の外表面１２６を部分的に覆う。
【００４２】
図４及び図５に示すように、一実施例では、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４は、互いに対して相対的に移動可能である。例えば、被覆マンドレルパッケージ１００のラッププライ１０２及び被覆マンドレルパッケージ１００のマンドレル１０４がキャビティ５０４の中に押し込まれる際に、図５に示すように、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４は、方向矢印５２２及び方向矢印５２４が示す方向に移動して互いに遠ざかり、キャビティ５０４を大きくするよう構成されている。
【００４３】
一実施例では、ダイ第１部分５１２は、第１ツール面５２８を含み、ダイ第２部分５１４は、第２ツール面５３０を含む。第１ツール面５２８及び第２ツール面５３０は、キャビティ５０４の少なくとも一部を構成する。第１ツール面５２８は、マンドレル１０４の一部に対して相補的である（例えば、相補的な幾何形状を有する）。例えば、第１ツール面５２８は、マンドレル１０４の第２側面１１０の角度又は傾斜に対して相補的な角度又は傾斜を有する。第２ツール面５３０は、マンドレル１０４の別の一部に対して相補的である（例えば、相補的な幾何形状を有する）。例えば、第２ツール面５３０は、マンドレル１０４の第１側面１０８の角度又は傾斜に対して相補的な角度又は傾斜を有する。
【００４４】
図４及び図５に示すように、一実施例では、装置５００は、ウェッジ５５４をさらに含む。ウェッジ５５４は、例えば、金属材料、プラスチック材料など、任意の適当な剛性の材料で形成されている。ウェッジ５５４は、キャビティ５０４の中に配置されているとともに、ラッププライ１０２及びマンドレル１０４がキャビティ５０４に押し込まれて、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４が移動してキャビティ５０４が拡張する際に、ダイツール５０２に対して相対的に移動可能である。一実施例では、ウェッジ５５４は、キャビティ５０４の断面形状に相補的な幾何形状を、例えば台形の断面形状を有しており、ウェッジ５５４の第１側面５８０が第１ツール面５２８に係合し、反対側では、ウェッジ５５４の第２側面５８２が第２ツール面５３０と係合する。一実施例では、ウェッジ５５４の第１側面５８０は、マンドレル１０４の第２側面１１０の角度又は傾斜とほぼ同じ角度又は傾斜を有し、また、ウェッジ５５４の第２側面５８２は、マンドレル１０４の第１側面１０８の角度又は傾斜とほぼ同じ角度又は傾斜を有する。
【００４５】
図４及び図５に示すように、一実施例では、ウェッジ５５４は、さらに第３ツール面５５６を有する。ウェッジ５５４の第３ツール面５５６は、マンドレル１０４の頂面１０６など、マンドレル１０４の一部に対して相補的である（例えば、相補的な幾何形状を有する）。図４に示すように、ウェッジ５５４は、キャビティ５０４上方に配置されたラッププライ１０２の中央部１５６を支持して、ラッププライ１０２がキャビティ５０４内に垂れ下がったり、撓んだりすることを防止することができる。さらに、ウェッジ５５４によれば、ラッププライ１０２を所望の寸法に切断し、このラッププライ１０２をダイツール５０２に搬送するネットトリミング・ピックアンドプレース機の使用が容易になる。加えて、ラッププライ１０２がウェッジ５５４に結合される（例えば、ラッププライ１０２の粘着性によりウェッジ５５４に付着する）ので、ウェッジ５５４をキャビティ５０４内に配置することで、トリミング後のラッププライ１０２を適切に配置し、及び位置決めすることがウェッジ５５４によって容易に行える。加えて、ウェッジ５５４によれば、マンドレル１０４及びラッププライ１０２をダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４との間に押し動かす、或いは、押し込むプロセスにおいて、ラッププライ１０２に大きな負荷をかけないようにすることができる。換言すると、ウェッジ５５４によれば、ラッププライ１０２及びマンドレル１０４を下方に押し込んで、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４の間に移動させる際に、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４を互いに遠ざける際に発生する、摩擦を伴う負荷の大部分をウェッジ５５４が引き受けるようにできる。つまり、摩擦を伴う負荷が、ダイ第１部分５１２の第１ツール面５２８と、ウェッジ５５４の第１側面５８０との間に発生し、また、ダイ第２部分５１４の第２ツール面５３０とウェッジ５５４の第２側面５８２との間に発生するようにできる。任意の選択肢として、一実施例では、摩擦に伴う負荷を低減するために、ラッププライ１０２を汚染しない適切な潤滑剤を用いてもよい。
【００４６】
図４に示すように、ラッププライ１０２及びマンドレル１０４がキャビティ５０４の中に押し込まれると、先ず、ラッププライ１０２の中央部１５６がマンドレル１０４と第３ツール面５５６との間に挟まれる。すると、この第３ツール面５５６がマンドレル１０４を押し返す力が働いて、ラッププライ１０２がマンドレル１０４に対して定位置に保持される。図５においてさらに示すように、一実施例では、ラッププライ１０２及びマンドレル１０４がキャビティ５０４の中にさらに押し込まれると、ラッププライ１０２の中央部１５６がマンドレル１０４と第３ツール面５５６との間に挟まれ、ラッププライ１０２の第１中間部１５８がマンドレル１０４と第１ツール面５２８との間に挟まれ、ラッププライ１０２の第２中間部１６０が、マンドレル１０４と第２ツール面５３０との間に挟まれる。ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４が移動して互いから遠ざかると、第１ツール面５２８及び第２ツール面５３０のより多くの部分が露出する。
【００４７】
図２７及び図２８は、図４〜図１０に示したダイツール５０２のダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４の実施例を、それぞれ反対側から見た等角投影図であり、装置５００における他の構成コンポーネント及び被覆マンドレルパッケージ１００のコンポーネントは、すべて省略されている。図２７及び図２８に示すように、一実施例では、ダイ第１部分５１２は、所定数の第１噛合いフィンガ（first interleafing fingers）５４４（図２７）を含む。第１噛合いフィンガ５４４は、第１ツール面５２８から延出する。ダイ第２部分５１４は、所定数の第２噛合いフィンガ５４６（図２８）を含む。第２噛合いフィンガ５４６は、第２ツール面５３０から延出する。
【００４８】
図２７及び図２８に示すように、ダイ第１部分５１２の第１ツール面５２８とダイ第２部分５１４の第２ツール面５３０とによって、キャビティ５０４が画成される。ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４が、例えば方向矢印５２２と方向矢印５２４に移動するなどして、互いに対して相対的に移動すると、それにともなって、第１噛合いフィンガ５４４と第２噛合いフィンガ５４６は、互い違いに重なり合って噛み合うように係合する。ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４が、図４に示すように互いに接近するように移動すると、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４の重なりが大きくなる（例えば、第１噛合いフィンガ５４４と第２噛合いフィンガ５４６の噛み合いが大きくなる）。例えば、ラッププライ１０２及びマンドレル１０４がキャビティ５０４の中に押し込まれる際など、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４が、図５に示すように互いに遠ざかるように移動すると、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４の重なりが小さくなる（例えば、第１噛合いフィンガ５４４と第２噛合いフィンガ５４６の噛み合いが小さくなる）。換言すると、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４の重なりは、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４が図４に示す位置から図５に示す位置に移動すると、小さくなる。反対に、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４の重なりは、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４が図５に示す位置から図４に示す位置に移動すると、大きくなる。
【００４９】
一実施例では、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４のサイズは、被覆マンドレルレイアップ１２８のコンポーネント（図９及び図１０）が、第１噛合いフィンガ５４４及び第２噛合いフィンガ５４６（図２７及び図２８）に接触することなく、第１ツール面５２８及び第２ツール面５３０のみに支持され、接触するように適切に設定されている。例えば、ラッププライ１０２及びマンドレル１０４がキャビティ５０４の中に押し込まれて、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４が図５に示すように互いに遠ざかる（例えば、キャビティ５０４が大きくなるように分離する）際は、第１ツール面５２８及び第２ツール面５３０のそれぞれが真空バギングフィルム５０６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４の第１側面１０８と第２側面１１０を支持するようになっている。この構成によれば、真空バギングフィルム５０６及びラッププライ１０２の一部が第１噛合いフィンガ５４４及び第２噛合いフィンガ５４６まで延出して、支持されていない状態になることを防止できるので、ブリッジング（bridging issue）の発生を回避することができる。
【００５０】
詳細は後述するが、１つ以上の実施例では、装置５００は、圧密化を行って被覆マンドレルパッケージ１００を形成する際に、真空圧力を加えることを可能にする真空バギング機を含む。図４及び図５に示すように、そのような実施例では、真空バギングフィルム５０６は、キャビティ５０４上方であって、ラッププライ１０２とダイツール５０２との間に配置される。図４に示すように、一実施例では、ウェッジ５５４は、キャビティ５０４上方に配置された真空バギングフィルム５０６の一部を支持し、真空バギングフィルム５０６がキャビティ５０４内に垂れ下がったり、たるんだりすることを防止する。一実施例では、真空バギングフィルム５０６は、ラッププライ１０２とダイ第１部分５１２の第１ツール面５２８との間、及び、ラッププライ１０２とダイ第２部分５１４の第２ツール面５３０との間に生じうる不要な摩擦を低減し、又は、排除することができる。一実施例では、真空バギングフィルム５０６と、第１ツール面５２８及び第２ツール面５３０との間の摩擦を制御することで、真空バギングフィルム５０６が変形したり、亀裂が入ったりすることを防止できる。図５に示すように、一実施例では、真空バギングフィルム５０６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４が、キャビティ５０４の中に押し込まれると、真空バギングフィルム５０６の一部がラッププライ１０２と第３ツール面５５６との間に挟まれ、真空バギングフィルム５０６の別の一部がラッププライ１０２と第１ツール面５２８との間に挟まれ、真空バギングフィルム５０６の別の一部が、ラッププライ１０２と第２ツール面５３０との間に挟まれる。
【００５１】
図１、図４及び図５に示すように、一実施例では、装置５００は、プレスツール５１６を含む。プレスツール５１６は、ダイツール５０２に対して相対的に移動可能である。プレスツール５１６は、被覆マンドレルパッケージ１００のラッププライ１０２と被覆マンドレルパッケージ１００のマンドレル１０４をキャビティ５０４の中に押し込んで、ダイ第１部分５１２の第１ツール面５２８及びダイ第２部分５１４の第２ツール面５３０に当接させ、加えて、任意のコンポーネントであるウェッジ５５４が含まれる場合は、ウェッジ５５４の第３ツール面５５６にも当接させるよう構成されている。一実施例では、プレスツール５１６は、直線的に、例えば、方向矢印５２６方向に移動して、ラッププライ１０２及びマンドレル１０４をキャビティ５０４の中に押し込んで、ダイ第１部分５１２の第１ツール面５２８及びダイ第２部分５１４の第２ツール面５３０に当接させ、加えて、任意のコンポーネントであるウェッジが含まれる場合は、ウェッジ５５４の第３ツール面５５６にも当接させるよう構成されている。
【００５２】
図５に示すように、プレスツール５１６がラッププライ１０２及びマンドレル１０４をキャビティ５０４の中に押し込むと、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４は、互いに遠ざかるように、例えば、方向矢印５２２及び方向矢印５２４の方向にそれぞれ移動して、マンドレル１０４を収容する。プレスツール５１６がラッププライ１０２及びマンドレル１０４をキャビティ５０４の中に押し込むと、ラッププライ１０２の一部がダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４と接触して、マンドレル１０４の外表面１２６の一部に沿ってスイープされる。本明細書において、「スイープ」、「スイーピング」などの用語は、ある表面を、安定した運動動作で押し均す、或いは、連続的な移動で押し均すことを意味する。
【００５３】
図４に示すように、一実施例では、ラッププライ１０２は、キャビティ５０４上方に配置されており、マンドレル１０４は、ラッププライ１０２上方に配置されている。プレスツール５１６がラッププライ１０２及びマンドレル１０４をキャビティ５０４の中に押し込むとともに、任意のコンポーネントであるウェッジ５５４の第３ツール面５５６に当接させると、マンドレル１０４の頂面１０６がラッププライ１０２に覆われる。図５に示すように、一実施例では、プレスツール５１６がラッププライ１０２及びマンドレル１０４をキャビティ５０４の中にさらに押し込むと、ダイ第１部分５１２の第１ツール面５２８によって、ラッププライ１０２の第１部分がマンドレル１０４に沿ってスイーピングされて、マンドレル１０４の第２側面１１０を覆う。また、ダイ第２部分５１４の第２ツール面５３０によって、ラッププライ１０２の第２部分がマンドレル１０４に沿って上でスイーピングされて、マンドレル１０４の第１側面１０８を覆う。これにより、例えば、部分的に巻かれた被覆マンドレル１４６が形成される。
【００５４】
図１、図６Ａ及び図６Ｂに示す通り、一実施例では、装置５００は、スイープアーム５１０（図１）を含む。スイープアームは、図６Ａと図６Ｂにおいては、それぞれ第１スイープアーム５１０Ａ、第２スイープアーム５１０Ｂとして別個に示されている。スイープアーム５１０は、ダイツール５０２に対して相対的に移動可能である。スイープアーム５１０は、ラッププライ１０２の別の部分（例えば、残りの部分）を、マンドレル１０４の外表面１２６の別の部分（例えば、残りの部分）に沿ってスイーピングすることで、ラッププライ１０２をマンドレル１０４に巻き付けて、被覆マンドレル１２４を形成するよう構成されている。
【００５５】
図６Ａに示すように、一実施例では、第１スイープアーム５１０Ａを、例えば、方向矢印５３４の方向に移動して、ラッププライ１０２の第１端部１３０に当接する。第１スイープアーム５１０Ａは、第２アール部１２０に向かって、例えばその近傍まで、さらに移動し、これにより、ラッププライ１０２の第１端部１３０を、マンドレル１０４の底面１１２における第１部分に沿ってスイーピングする。
【００５６】
次いで、図６Ｂに示すように、第２スイープアーム５１０Ｂは、例えば、方向矢印５３６の方向に移動して、ラッププライ１０２の反対側の端部である第２端部１３２に当接する。第２スイープアーム５１０Ｂは、第１アール部１１８に向かって、例えばその近傍まで、さらに移動し、これにより、ラッププライ１０２の第２端部１３２を、マンドレル１０４の底面１１２における第２部分に沿ってスイーピングする。次いで、第２スイープアーム５１０Ｂを後退させる。
【００５７】
一実施例では、各スイープアーム５１０は、丸端部５４２を有する板状部材を含み、この丸端部は、スイープアーム５１０がマンドレル１０４における反対側のアール部に向かって移動すると、ラッププライ１０２の一部に当接するよう構成されている。ラッププライ１０２は、折り曲げに抵抗する弾力性を性質として有するので、また、粘着性を有するので、スイープアーム５１０の端部５４２がラッププライ１０２に接触すると、ラッププライ１０２は実質的に把持されて引き動かされる。よって、スイープアーム５１０が移動することで、ラッププライ１０２が折り畳まれ、マンドレル１０４の底面１１２に沿ってスイーピングされる。別の実施例では、各スイープアーム５１０の端部５４２は、ラッププライ１０２を把持し、引き動かすよう構成された把持装置を含んでもよい。これにより、スイープアーム５１０が移動することで、ラッププライ１０２を折り畳み、マンドレル１０４の底面１１２に沿ってスイーピングすることができる。通常、スイープアーム５１０は、ラッププライ１０２に係合して（例えば、把持し、引き動して）、ラッププライ１０２を望ましい張り状態でマンドレル１０４の底面１１２に適切に巻き付けるよう構成されている。スイープアーム５１０は、後退する際に、再びラッププライ１０２に係合することのないように構成されており、これにより、スイープアーム５１０がマンドレル１０４からラッププライ１０２を引き剥がしてしまうことを防止できる。
【００５８】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、一実施例では、ラッププライ１０２は、マンドレル１０４の底面１１２の一部分（例えば、略半分）を第１端部１３０が覆い、マンドレル１０４の底面１１２の残りの部分（例えば、残りの略半分）を第２端部１３２が覆って、ラッププライの両端部が互いに突合せ状態になるように配置されている。或いは、別の実施例では、ラッププライ１０２は、第１端部１３０の少なくとも一部分と、第２端部１３２の少なくとも一部分とが互いに重なり合って、例えば、第１端部１３０がマンドレル１０４の底面１１２の半分以上又はすべてを覆い、第２端部１３２が、第１端部１３０上で、マンドレル１０４の底面１１２の半分以上又はすべて覆うように配置されている。
【００５９】
図１及び図７に示すように、一実施例では、装置５００は、アールフィラー配置機構５１８を含む。アールフィラー配置機構５１８は、ダイツール５０２に対して移動可能である。アールフィラー配置機構５１８は、被覆マンドレル１２４の第１アール部１１８において、或いは、これに沿って、被覆マンドレルパッケージ１００の第１アールフィラー１１４を配置し、被覆マンドレル１２４の第２アール部１２０において、或いは、これに沿って、被覆マンドレルパッケージ１００の第２アールフィラー１１６を配置するよう構成されている。一実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は自動で配置される。別の実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は、手作業で配置される。図７及び図８は、アールフィラー配置機構５１８によって第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６が配置された後の状態であって、所定の位置に配置された第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６が示されている。
【００６０】
一実施例では、アールフィラー配置機構５１８は、押出ディスペンサを備えるロボットの形態であってもよいし、そのようなロボットを含んでもよい。押出ディスペンサは、複合材料を吐出して、第１アール部１１８及び第２アール部１２０のそれぞれに沿って、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６を形成し、或いは、配置するよう構成されている。他の実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６を配置する機能を有する別の種類の装置を用いてもよく、また、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は、押し出し成形以外の別の種類や構成も可能である。
【００６１】
図１及び図８に示すように、一実施例では、装置５００は、複合材プライ配置機構５３８を含む。複合材プライ配置機構５３８は、ダイツール５０２に対して移動可能である。複合材プライ配置機構５３８は、被覆マンドレルパッケージ１００の内側モールドラインプライ１２２を、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、被覆マンドレル１２４上に配置するよう構成されている。一実施例では、内側モールドラインプライ１２２は、自動で配置される。別の実施例では、内側モールドラインプライ１２２は、手作業で配置される。図８は、複合材プライ配置機構５３８によって内側モールドラインプライ１２２が配置された後の状態であって、所定の位置に配置された内側モールドラインプライ１２２が示されている。
【００６２】
一実施例では、複合材プライ配置機構５３８は、複合材プライピックアンドプレース機の形態であってもよいし、これを含むものでもよい。別の実施例では、複合材プライ配置機構５３８は、ネットトリミング積層機（net trim laminator）の形態であってもよいし、これを含むものでもよい。別の実施例では、内側モールドラインプライ１２２を配置する機能を有する別の種類の装置を用いてもよい。
【００６３】
図１、図９及び図１０に示すように、一実施例では、装置５００は、圧密化機構５２０を含む。図９に示すように、一実施例では、圧密化機構５２０は、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２を圧密化して、或いは、マンドレル１０４に対して押し固めて、被覆マンドレルパッケージ１００を形成するよう構成されている。図１０に示すように、別の実施例では、圧密化機構５２０は、内側モールドラインプライ１２２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２を圧密化して、或いは、マンドレル１０４に対して押し固めて、被覆マンドレルパッケージ１００を形成するよう構成されている。
【００６４】
図９及び図１０に示すように、一実施例では、圧密化機構５２０は、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２から成る被覆マンドレルレイアップ１２８に真空圧力を加えて、被覆マンドレルパッケージ１００を形成するよう構成されている。一実施例では、圧密化機構５２０は、真空バギングフィルム５０６及び支持プレート５０８を含む。一実施例では、真空バギングフィルム５０６は、可撓性を有する薄いゴム状の真空バッグである。一実施例では、支持プレート５０８は、剛性のベースプレートであり、真空バギングフィルム５０６に（例えば、所定数の封止部５４０を介して）封着されている。一実施例では、支持プレート５０８は、真空圧力を加えて被覆マンドレルレイアップ１２８を圧密化して被覆マンドレルパッケージ１００を形成する際に、圧密化を行う面として機能する。
【００６５】
図９に示すように、一実施例では、真空バギングフィルム５０６は、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６を含み、或いはこれらで形成される被覆マンドレルレイアップ１２８と、ダイツール５０２との間に配置されている。被覆マンドレルレイアップ１２８は、支持プレート５０８と真空バギングフィルム５０６との間に配置されている。次いで、支持プレート５０８は、真空バギングフィルム５０６に封着される。次いで、被覆マンドレルレイアップ１２８に真空圧力を加えて圧密化して、被覆マンドレルパッケージ１００を形成する。
【００６６】
任意の選択肢として、一実施例では、支持プレート５０８の配置及び真空圧力の印加の前に、さらに、材料プライ又は材料層（図示せず）ラッププライ１０２に追加することができる。このような実施例では、追加の材料プライ又は材料層は、圧密化の後の被覆マンドレルパッケージ１００から支持プレート５０８を容易に取り外せるようにする機能を有するものでもよい。
【００６７】
図１０に示すように、別の実施例では、真空バギングフィルム５０６は、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２から成る被覆マンドレルレイアップ１２８と、ダイツール５０２との間に配置されている。被覆マンドレルレイアップ１２８は、支持プレート５０８と真空バギングフィルム５０６との間に配置されている。次いで、支持プレート５０８は、真空バギングフィルム５０６に封着される。次いで、被覆マンドレルレイアップ１２８に真空圧力を加えて圧密化して、被覆マンドレルパッケージ１００を形成する。
【００６８】
図４に示すように、一実施例では、真空バギングフィルム５０６は、ラッププライ１０２を配置する前に、ダイツール５０２のキャビティ５０４上方に配置される。ラッププライ１０２は、真空バギングフィルム５０６の上又はその上方に配置され、マンドレル１０４は、ラッププライ１０２の上又はその上方に配置される。図５に示すように、一実施例では、真空バギングフィルム５０６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４は、例えば、プレスツール５１６によって、キャビティ５０４の中に押し込まれる。真空バギングフィルム５０６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４がキャビティ５０４の中に押し込まれると、真空バギングフィルム５０６の一部がラッププライ１０２と第１ツール面５２８の間に挟まれ、真空バギングフィルム５０６の別の一部がラッププライ１０２と第２ツール面５３０との間に挟まれる。さらに、真空バギングフィルム５０６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４がキャビティ５０４の中に押し込まれると、真空バギングフィルム５０６の一部がラッププライ１０２とウェッジ５５４の第３ツール面５５６の間に挟まれる。
【００６９】
したがって、一実施例では、真空バギングフィルム５０６は、図９に示すように、ダイツール５０２と、被覆マンドレル１２４、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６と、の間に位置しており、被覆マンドレルレイアップ１２８の周縁の先まで延びている。別の実施例では、真空バギングフィルム５０６は、図１０に示すように、ダイツール５０２と、被覆マンドレル１２４、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２と、の間に位置しており、被覆マンドレルレイアップ１２８の周縁の先まで延びている。
【００７０】
支持プレート５０８は、ダイツール５０２に対して相対的に移動可能であるとともに、真空バギングフィルム５０６に封着可能に構成されており、被覆マンドレルレイアップ１２８を圧密化するための真空圧力を加えて、被覆マンドレルパッケージ１００を形成することができる。大気圧によって、被覆マンドレルレイアップ１２８が支持プレート５０８に押し付けられて保持される。支持プレート５０８と真空バギングフィルム５０６によって封止された真空チャンバが大気圧を大幅に下回るまで減圧されると、圧縮力が発生する。
【００７１】
図９に示すように、一実施例では、支持プレート５０８は、被覆マンドレルレイアップ１２８の底部（例えば、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、被覆マンドレル１２４）上方に配置されており、支持プレート５０８及び真空バギングフィルム５０６は、被覆マンドレルレイアップ１２８の周縁の先まで延びて封着されている。支持プレート５０８と真空バギングフィルム５０６とが互いに封着されると、被覆マンドレルレイアップ１２８（例えば、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４）に真空圧力が加わり、被覆圧密化され、或いは、押し固められた被覆マンドレルパッケージ１００が形成される。
【００７２】
図１０に示すように、別の実施例では、支持プレート５０８は、被覆マンドレルレイアップ１２８の底部（例えば、内側モールドラインプライ１２２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、被覆マンドレル１２４）上方に配置されており、支持プレート５０８と真空バギングフィルム５０６とは、被覆マンドレルレイアップ１２８の周縁の先まで延びて封着されている。支持プレート５０８と真空バギングフィルム５０６が（例えば、所定数の封止部５４０を介して）互いに封着されると、被覆マンドレルレイアップ１２８（例えば、内側モールドラインプライ１２２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、ラッププライ１０２、及び、マンドレル１０４）に真空圧力が加わって、被覆圧密化され、或いは、押し固められた被覆マンドレルパッケージ１００が形成される。
【００７３】
一実施例では、真空バギングフィルム５０６及び支持プレート５０８によって、封止された真空チャンバが画成又は形成される。被覆マンドレルレイアップ１２８は、真空チャンバ内に封入される。真空バギングフィルム５０６と支持プレート５０８によって画成された真空チャンバは、支持プレート５０８を介して真空に減圧される。
【００７４】
図９及び図１０に示すように、一実施例では、圧密化機構５２０は、所定数の封止部５４０を含む。一実施例では、所定数の封止部５４０は、支持プレート５０８の内表面に結合され（例えば、固定され）ており、真空バギングフィルム５０６に対して密閉可能に係合するよう構成されている。一実施例では、所定数の封止部５４０は、可撓性のリップシールの形態でもよいし、これを含むものでもよい。
【００７５】
図９及び図１０は、真空バギングフィルム５０６に封着された支持プレート５０８を示しているが、真空圧力を加える前の状態である。なお、当然ながら、真空圧力を加えると、被覆マンドレルレイアップ１２８及び真空バギングフィルム５０６が支持プレート５０８の内表面に向かって引き寄せられて、接触する。真空圧力により、被覆マンドレルレイアップ１２８が真空バギングフィルム５０６と支持プレート５０８との間で圧縮され、被覆マンドレルレイアップ１２８のコンポーネントが圧密化されて、圧密化された被覆マンドレルパッケージ１００が形成される。
【００７６】
一実施例では、支持プレート５０８は、圧密化の後に、未硬化の圧密化被覆マンドレルパッケージ１００を搬送する際にも有用である。一実施例では、圧密化の後の被覆マンドレルパッケージ１００は、被覆マンドレルパッケージ１００のコンポーネント同士が粘着して一体化されているだけであり、単に粘着によって一体化されているに過ぎないので、ある程度は脆弱である。一実施例では、真空バギングフィルム５０６及び支持プレート５０８は、圧密化の後も所定数の封止部５４０によって封着されたままの状態であると考えられる。よって、被覆マンドレルパッケージ１００を搬送する際に、真空チャンバを真空に維持すれば、圧密化された状態を維持することができる。
【００７７】
一実施例では、圧密化の後、被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８に結合される。一実施例では、圧密化の後、被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８に一時的に結合される。一実施例では、圧密化の際に、真空圧力によって被覆マンドレルパッケージ１００が支持プレート５０８の内表面に押し付けられるので、未硬化の圧密化被覆マンドレルパッケージ１００におけるコンポーネントを構成する複合材料自体が有する粘着性によって、被覆マンドレルパッケージ１００は支持プレート５０８に固定される。別の実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８を介して積極的に真空を加え、或いは、使用することで、支持プレート５０８に固定される。
【００７８】
一実施例では、圧密化の後、被覆マンドレルパッケージ１００が支持プレート５０８に結合されたままの状態で、被覆マンドレルパッケージ１００は、ダイツール５０２から取り外される。圧密化の後、被覆マンドレルパッケージ１００がダイツール５０２から取り外されると、複合材構造２００の形成に利用可能な被覆マンドレルパッケージ１００が得られる。
【００７９】
全体として図１及び図１１〜図１７を参照すると、一実施例では、複合材構造２００は、複合材ストリンガ２１０（図１）を含む。そのような実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、圧密化されたストリンガパッケージ２０６を形成するために用いられる。圧密化ストリンガパッケージ２０６は、その後、硬化されて、複合材ストリンガ２１０が形成される。図１１〜図１６では、図４〜図１０に示した被覆マンドレルパッケージ１００とは向きが反転した、つまり、１８０度回転した状態で、被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８を、示している。換言すると、図１１〜図１７に示す被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８は、図２及び図３に示した被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８の実施例である。図１１及び図１３は、圧密化前の（即ち、圧密化の圧力が加えられる前の）ストリンガレイアップ２０４のコンポーネントの状態を示している。図１２及び図１４は、図１１及び図１３に示したコンポーネントで形成された圧密化構造体としての圧密化ストリンガパッケージ２０６を示している。図１５及び図１６は、ストリンガプリフォームの部品としての圧密化ストリンガパッケージ２０６を形成するためにストリンガレイアップ２０４を圧密化する技術の実施例を示している。図１７は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化して、複合材ストリンガ２１０を形成する技術の実施例を示している。
【００８０】
図１１〜図１６を参照すると、一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複合材チャージ２０２及び被覆マンドレルパッケージ１００を含む。図１１及び図１３に示すように、複合材チャージ２０２は、被覆マンドレルパッケージ１００上方に配置されて、ストリンガレイアップ２０４を形成する。複合材チャージ２０２に成形圧力又は成形力を加えることによって、複合材チャージ２０２が被覆マンドレルパッケージ１００に沿って成形される。また、ストリンガレイアップ２０４に圧密化の圧力又は力を加えることによって、圧密化ストリンガパッケージ２０６が形成される。詳細については後述するが、１つ以上の実施例において、ストリンガレイアップ２０４上方に真空バッグ５６８（図１５及び図１６）を形成して、ストリンガレイアップ２０４の周縁の先で支持プレート５０８に封着することによって、或いは、ストリンガレイアップ２０４を高圧のオートクレーブに入れることによって、或いは、真空バッグ５６８と高圧オートクレーブとの両方を用いることによって、圧密化ストリンガパッケージ２０６が形成される。
【００８１】
図１２及び図１４に示すように、一実施例では、複合材チャージ２０２を被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８上方に形成する際に、複合材チャージ２０２が、アールフィラー（例えば、ヌードル）キャビティの残りの１つの側面である第３側面を形成するように、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６をストリンガプリフォームに封入してもよい。図示のように、アールフィラーキャビティの第１側面は、被覆マンドレル１２４によって形成され、アールフィラーキャビティの第２側面は、支持プレート５０８（例えば、図１２）によって、或いは、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２（例えば、図１４）によって形成されている。
【００８２】
一実施例では、複合材チャージ２０２は、所定数の複合材プライ又はシートによって形成されている。各プライを構成する複合材料は、ポリマ樹脂マトリックスで結着された強化繊維を含む。複合材料に用いられる樹脂には、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂がある。繊維は、一方向繊維でもよいし、織布や織物繊維の形態でもよい。複合材チャージ２０２における様々なプライを構成する複合材料の繊維は、同一の繊維配向であってもよいし、異なる繊維配向であってもよい。通常、複合材チャージ２０２のポリマ樹脂マトリックスは、第１アールフィラー１１４と第２アールフィラー１１６のポリマ樹脂マトリックス、ラッププライ１０２のポリマ樹脂マトリックス、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２のポリマ樹脂マトリックスに対する相溶性を有する。
【００８３】
一実施例では、複合材チャージ２０２の複合材料の繊維と、ラッププライ１０２の複合材料の繊維と、内側モールドラインプライ１２２の複合材料の繊維とは、同じ繊維配向を有する。別の実施例では、複合材チャージ２０２の複合材料と、ラッププライ１０２の複合材料と、内側モールドラインプライ１２２の複合材料のうちの１つ以上における繊維は、異なる繊維配向を有する。
【００８４】
図１１〜図１４に示すように、一実施例では、複合材チャージ２０２の一方又両方のエッジがテーパ付き部分を含み、例えば、複合材チャージ２０２は、斜面（scarf）を形成する端部を有する。このような実施例では、斜面を形成する端部は、複合材チャージ２０２を構成する複合材料のプライの数を順に減らすことによって形成することができる。
【００８５】
一般的に、１つ以上の実施例では、ストリンガレイアップ２０４は、剛性のベース５６４上で形成される。図１１〜図１４に示すように、一実施例では、剛性ベース５６４は、被覆マンドレルパッケージ１００を形成する際に使用された支持プレート５０８である。換言すると、被覆マンドレルパッケージ１００の形成に用いられて、被覆マンドレルパッケージ１００に結合された支持プレート５０８上で、ストリンガレイアップ２０４は形成される。この構成によれば、圧密化された被覆マンドレルパッケージ１００の全体をそのまま搬送して、被覆マンドレルパッケージ１００が作製された、製造環境２５０における第１の場所から、ストリンガレイアップ２０４を形成するための、製造環境２５０における第２の場所に移動させることができるという効果が得られる。
【００８６】
図１２に示すように、一実施例では、複合材チャージ２０２を成形する際に、複合材チャージ２０２は、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、支持プレート５０８に接触する。図１４に示すように、別の実施例では、複合材チャージ２０２を成形する際に、複合材チャージ２０２は、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２に接触する。
【００８７】
一実施例では、複合材チャージ２０２を被覆マンドレルパッケージ１００上方に配置した後、ストリンガレイアップ２０４に圧力を加えることで、複合材チャージ２０２を被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８（例えば、剛性ベース５６４）に沿って成形する。この成形圧力は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を、被覆マンドレルパッケージ１００の断面形状と支持プレート５０８とに対して相補的な断面形状に成形するように設定されている。複合材チャージ２０２及び被覆マンドレルパッケージ１００に加えられる圧力は、例えば、機械的圧力、真空圧力、又は、機械的圧力と真空圧力の組み合わせである。
【００８８】
図１、図１５及び図１６に示すように、一実施例では、機械的圧力は、機械式成形ツール５６０を用いて加えられる。機械式成形ツール５６０は、任意の適当な構成を有する。一実施例では、機械式成形ツール５６０は、複数のメカニカルフィンガ５６６を有する。機械的圧力を加えることは、メカニカルフィンガ５６６を用いて、複合材チャージ２０２を被覆マンドレルパッケージ１００に対して押圧することを含み、具体的には、メカニカルフィンガ５６６を被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８上の複合材チャージ２０２に沿ってスライドさせることを含む。
【００８９】
図１、図１５及び図１６に示すように、一実施例では、真空圧力は、真空成形機器５６２を用いて供給される。真空成形機器５６２は、任意の所望の構成を取ることが可能である。一実施例では、真空成形機器５６２は、真空バッグ５６８、所定数の封止部５７０、配管、真空源のうちの少なくとも１つを含む。真空圧力を加えることで、真空バッグ５６８によってストリンガレイアップ２０４を支持プレート５０８に対して押し付けて、圧密化する。
【００９０】
メカニカルフィンガ５６６は、任意の形状のものが可能であり、任意の所望の動力源で作動可能である。図１６に示すように、複合材チャージ２０２及び被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８（例えば、剛性ベース５６４）と真空バッグ５６８との間に配置されている。被覆マンドレルパッケージ１００は、支持プレート５０８上で複合材チャージ２０２を成形するために含まれている。一実施例では、複合材チャージ２０２をメカニカルフィンガ５６６で成形する際は、特に反曲点（inflection point）２２８及び反曲点２３０（図１６）においてプライのブリッジングが発生しないようにする必要があり、特に、プライのブリッジングが反曲点２２８及び反曲点２３０を跨ぐことのないようにする必要がある。換言すると、被覆マンドレルパッケージ１００に沿って複合材チャージ２０２を成形する際に、メカニカルフィンガ５６６のフィンガ先端部５７４を複合材チャージ２０２にスライドさせることで、複合材チャージ２０２と被覆マンドレルパッケージ１００との間でプライのブリッジングを回避することができる。メカニカルフィンガ５６６は、複合材チャージ２０２を押し均して、反曲点２２８及び反曲点２３０に圧密化ストリンガパッケージ２０６の第１ウェブ２１２及び第２ウェブ２１４（図１２及び図１４）を形成することで、プライのブリッジングを回避する。
【００９１】
図１６は、ストリンガレイアップ２０４を圧密中の機械式成形ツール５６０の実施例を示す。この例示的な実施例では、ストリンガレイアップ２０４は、複合材チャージ２０２及び被覆マンドレルパッケージ１００を含み、この被覆マンドレルパッケージは、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２を含む。なお、図１６に示す実施例のストリンガレイアップ２０４は、内側モールドラインプライ１２２を含むが、内側モールドラインプライ１２２は、任意のコンポーネントである。
【００９２】
一実施例では、機械式成形ツール５６０によって機械的圧力を加えて複合材チャージ２０２を成形することで、ストリンガレイアップ２０４が形成され、次いで、真空成形機器５６２によって真空圧力を加えてストリンガレイアップ２０４を圧密化することで、圧密化ストリンガパッケージ２０６が形成される。別の実施例では、機械的圧力と真空圧力を、実質的に同時に加える。一実施例では、真空圧力は、機械的圧力よりも長くストリンガレイアップ２０４に残る。図１６に示すように、一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８上に配置された複合材チャージ２０２に沿って、複数のメカニカルフィンガ５６６をスライドさせる。複合材チャージ２０２にメカニカルフィンガ５６６で機械的圧力を加えることで、複合材チャージ２０２が成形及び圧密化される。一実施例では、真空バッグ５６８の下に配置されたストリンガレイアップ２０４に、真空圧力が加えられる。
【００９３】
図１６は、被覆マンドレルパッケージ１００に沿って複合材チャージ２０２を成形する過程の一部を担う機械式成形ツール５６０を示す。一実施例による成形及び圧密化処理では、先ず、複合材チャージ２０２が被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８上に配置される。次いで、真空バッグ５６８が複合材チャージ２０２上に配置される。
【００９４】
一実施例では、次いで、機械式成形ツール５６０のキャップ形成部５７２を真空バッグ５６８と接触させて機械的圧力を加える。これにより、真空バッグ５６８の一部と複合材チャージ２０２の一部を、被覆マンドレルパッケージ１００の頂面１４０に対して押圧する。換言すると、複合材チャージ２０２の一部が、真空バッグ５６８と被覆マンドレルパッケージ１００との間に挟まれる。成形処理のこの過程で、真空バッグ５６８及び複合材チャージ２０２が被覆マンドレルパッケージ１００の頂面１４０に沿って部分的に成形されて、圧密化ストリンガパッケージ２０６のキャップ部２２０（図１２及び図１４）に相当する部分が形成される。
【００９５】
一実施例では、次いで、メカニカルフィンガ５６６のフィンガ先端部５７４を、真空バッグ５６８に接触させる。この際に、被覆マンドレルパッケージ１００の頂部近傍において、例えば、被覆マンドレルパッケージ１００の頂面１４０と第１側面１４２の間の反曲点、及び、被覆マンドレルパッケージ１００の頂面１４０と第２側面１４４の間の反曲点の、両反曲点１６２の近傍において接触させる。成形処理のこの過程で、真空バッグ５６８及び複合材チャージ２０２のうち、被覆マンドレルパッケージ１００の第１側面１４２と第２側面１４４上に位置する部分が部分的に成形されて、圧密化ストリンガパッケージ２０６において（図１２及び図１４）、キャップ部２２０と第１ウェブ２１２の間、及び、キャップ部と第２ウェブ２１４との間の両反曲点２２８（図１６）に相当する部分が形成される。
【００９６】
一実施例では、次いで、メカニカルフィンガ５６６のフィンガ先端部５７４を、被覆マンドレルパッケージ１００の第１側面１４２及び第２側面１４４に沿って下方外側にスライドさせて機械的圧力を加える。これにより、真空バッグ５６８の一部と複合材チャージ２０２の一部を、それぞれ被覆マンドレルパッケージ１００の第１側面１４２と第２側面１４４に対して押圧する。換言すると、複合材チャージ２０２の一部が、真空バッグ５６８と、被覆マンドレルパッケージ１００の第１側面１４２及び第２側面１４４と、の間に挟まれる。成形処理のこの過程で、真空バッグ５６８及び複合材チャージ２０２が第１側面１４２及び第２側面１４４に沿ってさらに成形されて、圧密化ストリンガパッケージ２０６の第１ウェブ２１２及び第２ウェブ２１４（図１２及び図１４）に相当する部分が形成される。
【００９７】
一実施例では、メカニカルフィンガ５６６のフィンガ先端部５７４を、被覆マンドレルパッケージ１００の第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６に向かって下方外側にさらにスライドさせて機械的圧力を加える。これにより、真空バッグ５６８の一部と複合材チャージ２０２の一部を、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６に対して押圧する。換言すると、複合材チャージ２０２の一部が、真空バッグ５６８と、被覆マンドレルパッケージ１００の第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６と、の間に挟まれる。成形処理のこの過程において、真空バッグ５６８及び複合材チャージ２０２が第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６に沿ってさらに成形されて、圧密化ストリンガパッケージ２０６における（図１２及び図１４）第１ウェブ２１２と第１フランジ２１６との間、及び、第２ウェブ２１４と第２フランジ２１８との間に、反曲点２３０（図１６）に相当する部分が形成される。
【００９８】
一実施例では、次いで、（例えば、所定数の封止部５７０を介して）封着された真空バッグ５６８と支持プレート５０８との間にあるストリンガレイアップ２０４に真空圧力を加えることで、真空バッグ５６８の一部と複合材チャージ２０２の一部を支持プレート５０８に対して押圧する。換言すると、複合材チャージ２０２の一部が、真空バッグ５６８と支持プレート５０８との間に挟まれる。或いは、図１６に示すように、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２がある場合は、複合材チャージ２０２の一部が、真空バッグ５６８と内側モールドラインプライとの間に挟まれる。成形処理のこの過程で、複合材チャージ２０２が支持プレート５０８に沿ってさらに成形されて、圧密化ストリンガパッケージ２０６の第１フランジ２１６及び第２フランジ２１８（図１２及び図１４）に相当する部分が形成される。
【００９９】
上述の処理によれば、プライのしわをのばしつつ、また、反曲点２２８及び反曲点２３０（図１６）におけるブリッジングを防ぎつつ、被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８に沿って、ストリンガレイアップ２０４（又は、ストリンガプリフォーム）を成形することができる。また、この処理によれば、複合材チャージ２０２を成形する際に、真空バッグ５６８のしわをのばすように、真空バッグ５６８を適切に設置することが可能になる。
【０１００】
図１５及び図１６における機械式成形ツール５６０及び真空成形機器５６２の図示は、実施例の態様を物理的又は構造的に限定することを意図していない。一実施例では、機械式成形ツール５６０は、任意の所望の数及び形状のメカニカルフィンガ５６６を含んでもよい。一実施例では、機械式成形ツール５６０のキャップ形成部５７２は、別の形状であってもよい。一実施例では、機械式成形ツール５６０は、ストリンガレイアップ２０４に機械的圧力を加えるダイヤフラム又は膨張式被覆を含んでもよい。一実施例では、機械式成形ツール５６０は、より具体的には、メカニカルフィンガ５６６は、真空バッグ５６８の一部と複合材チャージ２０２の一部を支持プレート５０８に対して押圧する機械的圧力を加えるように構成されている。一実施例では、真空成形機器５６２は、様々な真空成形装置のうちの任意のものを含んでもよい。
【０１０１】
いくつかの実施例において、最終的に圧密化ストリンガパッケージ２０６を形成する、複合材チャージ２０２などの１つ以上のコンポーネントに機械的圧力及び真空圧力の少なくとも一方を加える処理は、は、周囲温度において行ってもよい。別の実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６の複合材チャージ２０２又はその他のコンポーネントに機械的圧力又は真空圧力の少なくとも一方を加える処理は、加熱しながら行ってもよい。
【０１０２】
一般的に、圧密化ストリンガパッケージ２０６の断面形状は、被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８の一部の断面形状によって画成される。図１２及び図１４に示すように、一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、例えばハット形状断面など、部分的に閉じた断面形状を有する。そのような実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、第１ウェブ２１２、第２ウェブ２１４、キャップ部２２０、第１フランジ２１６、及び、第２フランジ２１８を含む。キャップ部２２０は、第１ウェブ２１２と第２ウェブ２１４の間にあり、両ウェブを繋いている。第１ウェブ２１２と第２ウェブ２１４は、キャップ部２２０から見てそれぞれ反対の側に位置する。第１フランジ２１６は、第１ウェブ２１２に繋がっており、そこから延出する。第２フランジ２１８は、第２ウェブ２１４に繋がっており、そこから延出する。第１フランジ２１６と第２フランジ２１８は、キャップ部２２０から見てそれぞれ反対の側に位置する。
【０１０３】
概して、図１１〜図１４に示すように、被覆マンドレルパッケージ１００によって、キャップ部２２０、第１ウェブ２１２、及び、第２ウェブ２１４が成形され、支持プレート５０８によって、第１フランジ２１６及び第２フランジ２１８が成形される。例えば、キャップ部２２０は、キャップ成形面とも呼ぶ、被覆マンドレルパッケージ１００の頂面１４０によって成形される。第１ウェブ２１２は、第１ウェブ成形面とも呼ぶ、被覆マンドレルパッケージ１００の第１側面１４２によって成形される。第２ウェブ２１４は、第２ウェブ成形面とも呼ぶ、被覆マンドレルパッケージ１００の第２側面１４４によって成形される。第１フランジ２１６及び第２フランジ２１８は、支持プレート５０８の表面５３２によって成形される。
【０１０４】
図１２に示すように、一実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は、複合材チャージ２０２と、被覆マンドレル１２４と、支持プレート５０８との間に配置される。第１アールフィラー１１４は、第１ウェブ２１２と、被覆マンドレル１２４と、支持プレート５０８の間の湾曲形状に適合して、順応する（例えば、３つの壁に囲まれた空間を埋める）。第２アールフィラー１１６は、第２ウェブ２１４と、被覆マンドレル１２４と、支持プレート５０８の間の湾曲形状に適合して、順応する（例えば、３つの壁に囲まれた空間を埋める）。ラッププライ１０２の一部は、第１アールフィラー１１４と第２アールフィラー１１６の間に延びており、つまり第１フランジ２１６と第２フランジ２１８を繋いている。一実施例では、ラッププライ１０２の一部、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６は、圧密化ストリンガパッケージ２０６の底部２２２を構成する。底部２２２は、第１フランジ２１６と第２フランジ２１８を繋ぐとともに、キャップ部２２０、第１ウェブ２１２、及び、第２ウェブ２１４の下側に延びている。
【０１０５】
図１４に示すように、内側モールドラインプライ１２２を含む実施例では、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６は、複合材チャージ２０２と、被覆マンドレル１２４と、内側モールドラインプライ１２２と、の間に位置する。第１アールフィラー１１４は、第１ウェブ２１２と、被覆マンドレル１２４と、内側モールドラインプライ１２２の間の湾曲形状に適合して、順応する（例えば、３つの壁に囲まれた空間を埋める）。第２アールフィラー１１６は、第２ウェブ２１４と、被覆マンドレル１２４と、内側モールドラインプライ１２２の間の湾曲形状に適合して、順応する（例えば、３つの壁に囲まれた空間を埋める）。内側モールドラインプライ１２２は、第１アールフィラー１１４と第２アールフィラー１１６の先まで延びており、つまり第１フランジ２１６と第２フランジ２１８を繋いている。一実施例では、内側モールドラインプライ１２２は、圧密化ストリンガパッケージ２０６の底部２２２を構成する。底部２２２は、第１フランジ２１６と第２フランジ２１８を繋ぐとともに、キャップ部２２０、第１ウェブ２１２、及び、第２ウェブ２１４の下側に延びている。
【０１０６】
一実施例では、図１６に示すように、（例えば、複合材チャージ２０２を成形する機械的圧力を加える、或いは、ストリンガレイアップ２０４に真空圧力を加えるなど）圧力を加えると、複合材チャージ２０２は、被覆マンドレルパッケージ１００のラッププライ１０２に付着する。圧力を加えると、複合材チャージ２０２は、第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６にも付着する（例えば、少なくとも、適切な位置で固定される）。内側モールドラインプライ１２２を含む実施例では、圧力を加えると、複合材チャージ２０２は内側モールドラインプライ１２２にも付着する（例えば、少なくとも、適切な位置で固定される）。
【０１０７】
成形及び圧密化が（例えば、機械的圧力及び／又は真空圧力を加えることによって）行われた後の圧密化ストリンガパッケージ２０６は、未硬化ではあるが、十分な剛性を有しているので、支持プレート５０８に載った状態で製造環境２５０（図１）内で搬送されることができる。
【０１０８】
一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、支持プレート５０８（例えば、剛性ベース５６４）上で形成（例えば、成形及び圧密化）される。圧密化ストリンガパッケージ２０６が形成されると、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、支持プレート５０８に載った状態で、硬化処理のため搬送される。この構成によれば、圧密化されたストリンガパッケージ２０６全体をそのまま搬送して、圧密化ストリンガパッケージ２０６が作製された、製造環境２５０における第２の場所から、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化させて複合材ストリンガ２１０を形成するための、製造環境２５０における第３の場所へ移動させることができるという効果が得られる。
【０１０９】
図１及び図１７を参照すると、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、硬化ツール５５０に設置される。一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、硬化ツール５５０の空洞部５５２に設置される。空洞部５５２は、硬化ツール５５０における特異な位置である。空洞部５５２には、圧密化ストリンガパッケージ２０６が嵌るようになっている。通常、硬化ツール５５０の空洞部５５２の形状は、形成される複合材構造２００に対応する。例えば、複合材構造２００の幾何形状に基づいて、例えば、複合材ストリンガ２１０の幾何形状に基づいて、空洞部５５２の幾何形状が設計される。圧密化ストリンガパッケージ２０６及び空洞部５５２は、所望の幾何形状の複合材構造２００が得られるように形成される。さらに、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、空洞部５５２の湾曲に対して相補的な形状を有する。
【０１１０】
図１７に示すように、一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化ツール５５０に設置した後、圧密化ストリンガパッケージ２０６上方に複合材外板２０８を配置する。次いで、複合材外板２０８と圧密化ストリンガパッケージ２０６は、硬化ツール５５０上で共硬化されて、複合材構造２００（図１）が形成される。図１７は、硬化前の複合材構造２００を構成する複合材レイアップのコンポーネントを示す。
【０１１１】
一実施例では、複合材構造２００は、航空機用の外板パネルアセンブリの例である。複合材外板２０８は、航空機用の外板パネルアセンブリの外板の例である。圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複合材ストリンガ２１０など、航空機用の外板パネルアセンブリにおけるスティフナの例である。したがって、図１７の例示的な実施例では、複合材外板２０８の表面２２４（例えば、外表面又は頂面）が外板パネルアセンブリの外側モールドライン（ＯＭＬ）を構成し、複合材外板２０８の表面２２６（例えば、内表面又は底面）が、外板パネルアセンブリの内側モールドライン（ＩＭＬ）を構成し、圧密化ストリンガパッケージ２０６と向い合せに配置される。
【０１１２】
図１７に示す例示的な実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複合材チャージ２０２、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２を含む。このような実施例では、複合材外板２０８は、内側モールドラインプライ１２２と向い合せに配置される。図１７に示す実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、図１４の圧密化ストリンガパッケージ２０６と同様のレイアップ構造（例えば、内側モールドラインプライ１２２が含まれている）を有するが、別の実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６のレイアップは、任意の所望の構造を有するものでもよい。例えば、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、図１２に示した圧密化ストリンガパッケージ２０６と同様に、複合材チャージ２０２、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６を含むレイアップ構造のものでもよい。そのような実施例では、複合材外板２０８は、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６と向い合せに配置される。
【０１１３】
一実施例では、複合材外板２０８は、所定数の複合材プライ又はシートによって形成されている。各プライを構成する複合材料は、ポリマ樹脂マトリックスで結着された強化繊維を含む。複合材料に用いられる樹脂には、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂がある。繊維は、一方向繊維でもよいし、織布や織物繊維の形態でもよい。複合材外板２０８の様々なプライを構成する複合材料の繊維は、同一の繊維配向であってもよいし、異なる繊維配向であってもよい。通常、複合材外板２０８のポリマ樹脂マトリックスは、複合材チャージ２０２のポリマ樹脂マトリックス、第１アールフィラー１１４と第２アールフィラー１１６のポリマ樹脂材料、ラッププライ１０２のポリマ樹脂マトリックス、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２のポリマ樹脂マトリックスに対する相溶性を有する。
【０１１４】
一実施例では、複合材外板２０８の複合材料の繊維と、複合材チャージ２０２の複合材料の繊維と、ラッププライ１０２の複合材料の繊維と、内側モールドラインプライ１２２の複合材料の繊維は、同じ繊維配向を有する。別の実施例では、複合材外板２０８の複合材料と、複合材チャージ２０２の複合材料と、ラッププライ１０２の複合材料と、内側モールドラインプライ１２２の複合材料の１つ以上は、異なる繊維配向を有する。一実施例では、各プライは、一方向性のトウやテープが隣接して構成されており、特定の配向の平行繊維を有するプライが形成されている。一実施例では、プライとプライおける繊維の配向は、同一でもよいし、異なっていてもよい。
【０１１５】
一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、成形用マンドレルとして機能する。そのような実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６の形成後（例えば、成形及び圧密化の後）、圧密化ストリンガパッケージ２０６からマンドレル１０４を取り外す。マンドレル１０４を取り外した後も、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２は、圧密化ストリンガパッケージ２０６の一部として残っている。一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６からマンドレル１０４を取り外した後、圧密化ストリンガパッケージ２０６を、硬化ツール５５０（図１７）に設置し、硬化させることで複合材ストリンガ２１０が形成される。そのような実施例では、真空バッグ、膨張式被覆、又は、その他の種類の加圧装置を用いて、硬化中の圧密化ストリンガパッケージ２０６を内側から支持する。硬化後の複合材チャージ２０２、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２によって、複合材ストリンガ２１０が構成される。
【０１１６】
したがって、マンドレル１０４を構成する材料としては、圧密化ストリンガパッケージ２０６の形成中は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を支持し、その形状を維持可能であるとともに、形成後は、圧密化ストリンガパッケージ２０６から容易に取り外し可能な任意の材料で構成することができる。
【０１１７】
一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、成形用マンドレル及び硬化用マンドレルとして機能する。そのような実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化させて複合材ストリンガ２１０を形成する間は、圧密化ストリンガパッケージ２０６の中に維持される。圧密化ストリンガパッケージ２０６の硬化、及び、複合材ストリンガ２１０の形成の後、マンドレル１０４は、複合材ストリンガ２１０から取り外される。硬化後の複合材チャージ２０２、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２によって、複合材ストリンガ２１０が構成される。マンドレル１０４を取り外した後も、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２は、複合材ストリンガ２１０の一部として残っている。
【０１１８】
したがって、マンドレル１０４を構成する材料としては、形成中及び硬化中は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を支持し、その形状を維持可能であるとともに、複合材構造２００（例えば、複合材ストリンガ２１０）の成形後は、複合材構造２００から容易に取り外し可能な状態の任意の材料で構成することができる。マンドレル１０４の実施例は、中実マンドレル、中空マンドレル、折畳み式マンドレル（collapsible mandrel）、溶融可能マンドレル、又は、膨張式のマンドレルのうちの少なくとも１つを含む。
【０１１９】
一実施例では、折畳み式マンドレルは、フォーム材部分と剛性の中央部分とを含む。折畳み式マンドレルは、フォーム材部分を折り畳むことにより、マンドレル１０４を形成後の複合材構造２００のその他の部分から取り外すことができる。折畳み式マンドレルの取出しを可能にするために縮小すべき体積の最小値は、複合材ストリンガ２１０の輪郭など、様々な要因に依存して決まる。
【０１２０】
一実施例では、膨張式マンドレルは、ポリマ材料、金属材料、その他の適当な気密性材料など、任意の所望の材料で構成された膨張式被覆を含む。膨張式マンドレルの膨張式被覆を収縮させることにより、マンドレル１０４を形成後の複合材構造２００のその他の部分から取り外すことが可能になる。
【０１２１】
このような実施例では、マンドレル１０４の取り外しを圧密化ストリンガパッケージ２０６の硬化前に行う場合でも、硬化後に行う場合でも、被覆マンドレルパッケージ１００は、取り外しのための手段又は機構を含む。一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、マンドレル１０４とラッププライ１０２の間に、１つ以上の追加の材料層を含む。１つ以上の追加の材料層は、ラッププライ１０２をマンドレル１０４に巻き付ける前に、マンドレル１０４に巻き付けられる。例えば、被覆マンドレルパッケージ１００は、被覆マンドレルパッケージ１００の圧密化中、圧密化ストリンガパッケージ２０６の圧密化中、及び／又は、圧密化ストリンガパッケージ２０６の硬化中に、ラッププライ１０２がマンドレル１０４に付着してしまうことを防止する離型プライ（図示せず）を含む。
【０１２２】
図示はしていないが、１つ以上の実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複雑な輪郭（complex contour）を有する。一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、その長さ方向に沿って、所定数の複雑な輪郭形状部分を含む。圧密化ストリンガパッケージ２０６の輪郭は、一定の形状であっても、不規則な形状であってもよい。一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、ＸＹ平面の湾曲（curvature）、及び／又は、ＸＺ平面の湾曲を含む。一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、例えば、Ｘ軸に沿ってねじれた形状でもよい。圧密化ストリンガパッケージ２０６の輪郭は、一定の角度でねじれた形状でもよいし、変化する角度でねじれた形状でもよい。本開示においては、「湾曲」という用語は、主長手軸における屈曲（bend）又はジョグル（joggle）を意味する。また、本開示においては、「ねじれ（twist）」という用語は、長手軸に沿った回転を意味し、屈曲又はジョグルとは異なり、回転はしていても、概ね長手軸に沿って延びる。
【０１２３】
したがって、図１８〜図２２に示すように、１つ以上の実施例において、被覆マンドレルパッケージ１００は、複雑な輪郭を有し、この輪郭が、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成される圧密化ストリンガパッケージ２０６の輪郭を画成する。図１８〜図２２に示すように、一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、その主長手軸（即ち、その長さ）に沿って、所定数の複雑な輪郭形状部分を含む。被覆マンドレルパッケージ１００の輪郭は、一定の形状であっても、不規則な形状であってもよい。輪郭は、１つ又は複数の屈曲、ジョグル、及び／又は、ねじれを含んでもよい。一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、ＸＹ平面の湾曲、及び／又は、ＸＺ平面の湾曲を含む。一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、ねじれも有する。被覆マンドレルパッケージ１００は、一定の角度でねじれた形状でもよいし、変化する角度θでねじれた形状でもよい（図１９及び図２０）。
【０１２４】
図１８は、被覆マンドレルパッケージ１００の複雑な輪郭（例えば、湾曲及びねじれ）を含む。図１９及び図２０は、被覆マンドレルパッケージ１００におけるＹＺ平面のねじれを示す図である。図２１は、被覆マンドレルパッケージ１００におけるＸＹ平面のジョグルを示す図である。図２２は、被覆マンドレルパッケージ１００におけるＸＺ平面の屈曲を示す図である。
【０１２５】
図１８〜図２２に示す実施例の被覆マンドレルパッケージ１００は、図３に示す被覆マンドレルパッケージ１００と同様のレイアップ構造（例えば、内側モールドラインプライ１２２が含まれている）を有するが、別の実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、任意の所望のレイアップ構造を有するものでもよい。例えば、被覆マンドレルパッケージ１００は、図２に示す被覆マンドレルパッケージ１００と同様のレイアップ構造を有するものでもよい。
【０１２６】
したがって、１つ以上の実施例において、圧密化ストリンガパッケージ２０６の被覆マンドレルパッケージ１００は、ＸＹ軸、ＸＺ軸、及び／又は、ＹＺ軸の少なくとも１つに沿った輪郭を有する。通常、被覆マンドレルパッケージ１００の輪郭は、形成すべき複合材ストリンガ２１０又は複合材構造２００の所望の輪郭に対応する。例えば、複合材ストリンガ２１０の輪郭など、複合材構造２００の輪郭によって、圧密化ストリンガパッケージ２０６の輪郭の設計が画成され、よって、被覆マンドレルパッケージ１００の輪郭の設計が画成される。被覆マンドレルパッケージ１００及び圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複合材ストリンガ２１０などの複合材構造２００を所望の輪郭に形成するのに適した輪郭に形成される。
【０１２７】
したがって、一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００の湾曲によって、圧密化ストリンガパッケージ２０６の湾曲が形成される。ＹＺ平面のねじれは、ロールとも言い、ＸＺ平面の湾曲（例えば、屈曲又はジョグル）は、ピッチとも言い、ＸＹ平面の湾曲（例えば、屈曲又はジョグル）は、ヨーとも言う。
【０１２８】
被覆マンドレルパッケージ１００が湾曲を有する実施例では、支持プレート５０８は、相補的な湾曲を有する。さらに、被覆マンドレルパッケージ１００が湾曲を有する実施例では、ダイツール５０２のキャビティ５０４（図４〜図１０）を画成するダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４のツール表面は、相補的な湾曲を有する。加えて、被覆マンドレルパッケージ１００が湾曲を有し、よって、圧密化ストリンガパッケージ２０６も湾曲を有する実施例では、硬化ツール５５０の空洞部５５２（図１７）も、相補的な湾曲を有する。
【０１２９】
図１を参照すると、一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複数の圧密化ストリンガパッケージのうちの１つである。したがって、複合材ストリンガ２１０は、複合材構造２００における複数の複合材ストリンガのうちの１つである。一実施例では、航空機の胴体や翼の一部である複合材構造２００を形成するためには、複数の圧密化ストリンガパッケージが形成される。複数の圧密化ストリンガパッケージは、圧密化ストリンガパッケージをいくつ含んでもよい。明示はしていないが、複数の圧密化ストリンガパッケージは、それぞれ複合材チャージを含み、各複合材チャージは、対応する被覆マンドレルパッケージに沿って形成された、部分的に閉じた断面形状（例えば、ハット形状断面）を有する。例えば、複数の圧密化ストリンガパッケージの各々は、複合材チャージ、複合材チャージに接触する第１アールフィラー、複合材チャージに接触する第２アールフィラー、及び、被覆マンドレルを含み、この被覆マンドレルは、キャップ部と、第１ウェブと、第２ウェブと、任意のコンポーネントであって、第１フランジと第２フランジの間に位置する内側モールドラインプライと、の内側に配置されている。
【０１３０】
そのような実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージを形成することは、複数の複合材チャージを、それぞれの被覆マンドレルパッケージ上方に配置することを含む。各被覆マンドレルパッケージは、それぞれ対応する剛性ベース（例えば、支持プレート）に対して相補的な湾曲を有する。
【０１３１】
一実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複数の複合材ストリンガ２１０を形成するために硬化ツール５５０に設置される。一実施例では、各圧密化ストリンガパッケージ２０６は、硬化ツール５５０における特定の場所に対して相補的な湾曲を有する。各圧密化ストリンガパッケージ２０６が特定の場所に対して相補的な湾曲を有する場合は、各圧密化ストリンガパッケージ２０６は、それぞれ対応する被覆マンドレルパッケージ１００と、それぞれ対応する支持プレート５０８（例えば、剛性ベース５６４）と、を有する。
【０１３２】
一実施例では、必要なすべての圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化ツール５５０に設置した後、これら圧密化ストリンガパッケージ２０６上方に１つ以上の複合材外板２０８を配置する。次いで、これらの複合材外板２０８と圧密化ストリンガパッケージ２０６とを、硬化ツール５５０において共硬化させる。
【０１３３】
図１には示してないが、１つ以上の実施例において、製造環境２５０は、所定数の搬送機構（carrier）、所定数のシャトル、又は、複合材プライの移動及び配置用のその他の機器を含む。１つ以上の実施例において、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び／又は、内側モールドラインプライ１２２のうちの少なくとも１つは、被覆マンドレルパッケージ１００を形成するための機器を用いて移動及び配置することができる。１つ以上の実施例において、複合材チャージ２０２、及び／又は、（例えば、支持プレート５０８上に支持された）被覆マンドレルパッケージ１００の内の少なくとも１つは、圧密化ストリンガパッケージ２０６を形成するための機器を用いて移動及び配置することができる。１つ以上の実施例において、（例えば、支持プレート５０８上に支持された）圧密化ストリンガパッケージ２０６は、複合材ストリンガ２１０を形成するための機器を用いて移動及び配置することができる。別の実施例では、１つ以上のコンポーネントを手作業で移動又は配置してもよい。
【０１３４】
図１には示していないが、１つ以上の実施例では、製造環境２５０に加熱機器を含んでもよい。任意の形態の加熱機器を用いて、加熱を行うことができる。一実施例では、被覆マンドレルレイアップ１２８に真空圧力を加えて圧密化された被覆マンドレルパッケージ１００を形成する際に、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２を加熱してもよい。一実施例では、加熱により、複合材料のプライに含まれる樹脂の粘着性を高めることができる。一実施例では、ストリンガレイアップ２０４に真空圧力を加えて圧密化ストリンガパッケージ２０６を形成する際に、ストリンガレイアップ２０４を加熱してもよい。ストリンガレイアップ２０４を加熱すると、室温時に比べて、ストリンガレイアップ２０４に含まれる複合材料の柔軟性が高まる。圧密化ストリンガパッケージ２０６を形成する際にストリンガレイアップ２０４を加熱することによって、圧密化ストリンガパッケージ２０６に生じうる欠陥（inconsistency）を減らすことができる。
【０１３５】
全体としては図１及び図２を参照し、具体的には、図２３を参照して、本開示は、複合材構造２００の製造に用いられる被覆マンドレルパッケージ１００を製造するための方法１０００の実施例を提供する。概して、方法１０００の実施例を用いれば、例えば、図２に示した被覆マンドレルパッケージ１００の実施例、及び／又は、図３に示す被覆マンドレルパッケージ１００の実施例など、本開示の被覆マンドレルパッケージ１００の任意の実施例を形成することができる。
【０１３６】
全体としては図４〜図１０を参照し、具体的には、図２３を参照すると、一実施例では、方法１０００は、図４に示すように、ダイツール５０２のキャビティ５０４上方にラッププライ１０２を配置するステップ（ブロック１００２）を含む（例えば、このステップで開始される）。方法１０００は、図４に示すように、ラッププライ１０２上にマンドレル１０４を配置するステップ（ブロック１００４）を含む。方法１０００は、図５に示すように、マンドレル１０４及びラッププライ１０２をキャビティ５０４の中に押し込むステップ（ブロック１００６）を含む。方法１０００は、図５及び図６に示すように、ラッププライ１０２をマンドレル１０４に巻き付けるステップ（ブロック１００８）を含み、これにより、被覆マンドレル１２４を形成する。方法１０００は、図７に示すように、第１アールフィラー１１４を被覆マンドレル１２４の第１アール部１１８に配置するステップ（ブロック１０１０）を含む。方法１０００は、図７に示すように、第２アールフィラー１１６を被覆マンドレル１２４の第２アール部１２０に配置するステップ（ブロック１０１２）を含む。方法１０００は、図９に示すように、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６を圧密化して、被覆マンドレルパッケージ１００を形成するステップ（ブロック１０１４）を含む。一実施例では、方法１０００は、この圧密化ステップ（ブロック１０１４）の後、終了する。
【０１３７】
全体として図４及び図５を参照し、具体的には図２３を参照すると、一実施例では、方法１０００は、マンドレル１０４及びラッププライ１０２をキャビティ５０４の中に押し込むステップ（ブロック１００６）の際に、ダイツール５０２のダイ第１部分５１２とダイツール５０２のダイ第２部分５１４を互いに対して相対的に移動させる（例えば、分離させる）ステップを含む。一実施例では、マンドレル１０４及びラッププライ１０２がキャビティ５０４の中に押し込まれると、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４は互いに遠ざかる（例えば、分離する）ように移動し、これにより、キャビティ５０４が大きくなる。
【０１３８】
一実施例では、方法１０００は、ダイツール５０２のダイ第１部分５１２とダイツール５０２のダイ第２部分５１４を互いに対して相対的に（例えば、遠ざかるように、或いは、近づくように）移動させる際に、ダイ第１部分５１２の第１噛合いフィンガ５４４とダイ第２部分５１４の第２噛合いフィンガ５４６を互いに噛み合わせるステップを含む。例えば、ダイ第１部分５１２とダイ第２部分５１４を互いに対して相対的に移動させる（例えば、分離させる）ステップは、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４を互いに対して互い違いに噛合った状態で移動させる（例えば、分離させる）ステップを含む。
【０１３９】
全体として図４を参照すると、一実施例では、方法１０００は、キャビティ５０４の中に配置されたウェッジ５５４によってラッププライ１０２を支持するステップを含む。一実施例では、ラッププライ１０２をウェッジ５５４で支持することにより、ウェッジ５５４の第３ツール面５５６を用いて、ラッププライ１０２の中央部１５６をマンドレル１０４の頂面１０６に対して押圧する。
【０１４０】
図５を参照すると、一実施例では、方法１０００は、マンドレル１０４及びラッププライ１０２をキャビティ５０４の中に押し込む際に、ウェッジ５５４を用いて、ダイ第１部分５１２及びダイ第２部分５１４を分離するように押し動かすステップを含む。
【０１４１】
全体として図５、図６Ａ及び図６Ｂを参照し、具体的には図２３を参照すると、一実施例では、方法１０００によれば、ラッププライを巻き付けるステップ（ブロック１００８）は、図５に示すように、ダイツール５０２を用いて、ラッププライ１０２の第１中間部１５８をマンドレル１０４の外表面１２６の第２側面１１０に沿ってスイーピングするステップを含み、これにより、マンドレル１０４を部分的にラッププライ１０２で包んで、部分的に巻かれた被覆マンドレル１４６を形成する。一実施例では、ラッププライを巻き付けるステップ（ブロック１００８）は、ダイツール５０２を用いて、ラッププライ１０２の第１中間部１５８をマンドレル１０４の外表面１２６の第２側面１１０に沿ってスイーピングするステップを含み、これにより、ラッププライ１０２でマンドレル１０４を部分的に包んで、部分的に巻かれた被覆マンドレル１４６を部分的に形成する。よって、図５に示すような、部分的に巻かれた被覆マンドレル１４６が形成される。一実施例では、ラッププライを巻き付けるステップ（ブロック１００８）は、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、スイープアーム５１０を用いて、ラッププライ１０２の第１端部１３０及び第２端部１３２をマンドレル１０４の外表面１２６の底面１１２に沿ってスイーピングするステップを含み、これにより、マンドレル１０４をラッププライ１０２で完全に包んで、被覆マンドレル１２４を形成する。
【０１４２】
一実施例では、方法１０００は、圧密化のステップ（ブロック１０１４）の前に、図８に示すように、内側モールドラインプライ１２２を被覆マンドレル１２４、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６上に配置するステップを含む。方法１０００によれば、一実施例では、圧密化のステップ（ブロック１０１４）は、図１０に示すように、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２を圧密化して、被覆マンドレルパッケージ１００を形成するステップを含む。
【０１４３】
方法１０００によれば、一実施例では、圧密化のステップ（ブロック１０１４）は、真空圧力を加えるステップを含む。一実施例では、図９に示すように、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）に、真空圧力が加えられる。別の実施例では、図１０に示すように、内側モールドラインプライ１２２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、被覆マンドレル１２４（即ち、ラッププライ１０２で包まれたマンドレル１０４）に、真空圧力が加えられる。
【０１４４】
一実施例では、方法１０００は、ラッププライ１０２を配置するステップ（ブロック１００２）の前に、ダイツール５０２のキャビティ５０４に真空バギングフィルム５０６を配置するステップを含む。一実施例では、ラッププライ１０２は、真空バギングフィルム５０６上に、或いは、上方に配置される。方法１０００によれば、一実施例では、真空バギングフィルム５０６は、ウェッジ５５４上に配置され、ラッププライ１０２は、真空バギングフィルム５０６上に配置される。換言すると、ラッププライ１０２を配置するステップ（ブロック１００２）は、キャビティ５０４上方に位置する真空バギングフィルム５０６上にラッププライ１０２を配置するステップを含む。一実施例では、方法１０００は、例えば、圧密化ステップ（ブロック１０１４）の際に真空圧力を加えるために、支持プレート５０８を真空バギングフィルム５０６に封着するステップを含む。
【０１４５】
一実施例では、方法１０００は、圧密化ステップ（ブロック１０１４）に続いて、被覆マンドレルパッケージ１００を支持プレート５０８に結合するステップと、被覆マンドレルパッケージ１００をダイツール５０２のキャビティ５０４から取り外すステップとを含む。
【０１４６】
一実施例では、方法１０００は、圧密化ステップ（ブロック１０１４）の際に、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６をラッププライ１０２に付着させるステップを含む。一実施例では、方法１０００は、圧密化ステップ（ブロック１０１４）の際に、内側モールドラインプライ１２２を、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、ラッププライ１０２に付着させるステップを含む。
【０１４７】
全体としては図１１〜図１７を参照し、具体的には、図２４を参照すると、本開示は、複合材構造２００を製造するための方法２０００の実施例を提供する。概して、方法２０００の実施例を用いれば、本開示の複合材構造２００の任意の実施例を形成することができ、例えば、複合材ストリンガ２１０の実施例、及び／又は、１つ以上の複合材ストリンガ２１０と１つ以上の複合材外板２０８を含む複合材構造２００の実施例などを形成することができる。
【０１４８】
全体としては図１１〜図１７を参照し、具体的には、図２４を参照すると、一実施例では、方法２０００は、図１１及び図１３に示すように、被覆マンドレルパッケージ１００上方に複合材チャージ２０２を配置するステップ（ブロック２００２）を含む（例えば、そのステップで開始される）。一実施例では、方法２０００は、図１６に示すように、複合材チャージ２０２を被覆マンドレルパッケージ１００に沿って成形して、ストリンガレイアップ２０４を形成するステップ（ブロック２００４）を含む。一実施例では、方法２０００は、図１６に示すように、ストリンガレイアップ２０４を圧密化して、圧密化ストリンガパッケージ２０６（図１２及び図１４）を形成するステップ（ブロック２００６）を含む。
【０１４９】
全体としては図１５及び図１６を参照し、具体的には図２４を参照すると、方法２０００によれば、一実施例では、複合材チャージ２０２を成形するステップ（ブロック２００４）は、被覆マンドレルパッケージ１００及び支持プレート５０８に沿って複合材チャージ２０２を成形するように、機械的圧力を加えるステップ（ブロック２００８）を含み、これにより、ストリンガレイアップ２０４を形成する。方法２０００によれば、一実施例では、ストリンガレイアップ２０４を圧密化するステップ（ブロック２００６）は、ストリンガレイアップに真空圧力を加えるステップ（ブロック２０１０）を含み、これにより、圧密化ストリンガパッケージ２０６（図１２及び図１４）を形成する。一実施例では、方法２０００は、複合材チャージ２０２を成形するステップ（ブロック２００４）及びストリンガレイアップ２０４を圧密化するステップ（ブロック２００６）の後、終了する。
【０１５０】
方法２０００によれば、一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、被覆マンドレル１２４を含む。被覆マンドレル１２４は、図２及び図３に示すように、マンドレル１０４と、マンドレル１０４に巻き付けられた、或いは、マンドレルを包むラッププライ１０２と、を含む。一実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、被覆マンドレル１２４の第１アール部１１８に結合された第１アールフィラー１１４、及び、被覆マンドレル１２４の第２アール部１２０に結合された第２アールフィラー１１６を含む。このような実施例では、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６が圧密化されて、被覆マンドレルパッケージ１００が形成される。
【０１５１】
方法２０００によれば、別の実施例では、被覆マンドレルパッケージ１００は、被覆マンドレル１２４、第１アールフィラー１１４、及び、第２アールフィラー１１６に結合された内側モールドラインプライ１２２をさらに含む。このような実施例では、マンドレル１０４、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、内側モールドラインプライ１２２が圧密化されて、被覆マンドレルパッケージ１００が形成される。
【０１５２】
一実施例では、方法２０００は、複合材チャージ２０２を成形するステップ（ブロック２００４）、及び／又は、ストリンガレイアップ２０４を圧密化するステップ（ブロック２００６）のうちの少なくとも一方の際に、複合材チャージ２０２をラッププライ１０２に付着させるステップを含む。一実施例では、方法２０００は、複合材チャージ２０２を成形するステップ（ブロック２００４）、及び／又は、ストリンガレイアップ２０４を圧密化するステップ（ブロック２００６）のうちの少なくとも一方の際に、複合材チャージ２０２を第１アールフィラー１１４及び第２アールフィラー１１６に付着させるステップを含む。内側モールドラインプライ１２２を含む実施例では、方法２０００は、複合材チャージ２０２を成形するステップ（ブロック２００４）、及び／又は、ストリンガレイアップ２０４を圧密化するステップ（ブロック２００６）のうちの少なくとも一方の際に、複合材チャージ２０２を内側モールドラインプライ１２２に付着させるステップを含む。
【０１５３】
一実施例では、方法２０００は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化ツール５５０に設置するステップを含む。一実施例では、方法２０００は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化させるステップ（ブロック２０１２）を含み、これにより複合材構造２００を形成する。一実施例では、方法２０００は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化させるステップの後、終了する。
【０１５４】
或いは、別の実施例では、方法２０００は、複合材外板２０８を圧密化ストリンガパッケージ２０６上に配置するステップを含む。そのような実施例では、方法２０００は、複合材外板２０８と圧密化ストリンガパッケージ２０６を共硬化させるステップ（ブロック２０１４）を含み、これにより複合材構造２００を形成する。一実施例では、方法２０００は、複合材外板２０８と圧密化ストリンガパッケージ２０６を共硬化させるステップの後、終了する。
【０１５５】
方法２０００によれば、一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６は、支持プレート５０８上で形成された後、この支持プレートに支持されたままの状態の圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化ツール５５０に設置するステップが行われる。或いは、別の実施例では、方法２０００は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化ツール５５０に設置する前に、圧密化ストリンガパッケージ２０６を支持プレート５０８から取り外すステップを含む。
【０１５６】
一実施例では、方法２０００は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化させるステップ、又は、複合材外板２０８と圧密化ストリンガパッケージ２０６を共硬化させるステップの後に、マンドレル１０４を複合材構造２００から取り外すステップを含む。一実施例では、方法２０００は、マンドレル１０４を複合材構造２００から取り外すステップの後、終了する。或いは、別の実施例では、方法２０００は、圧密化ストリンガパッケージ２０６を硬化させるステップ、又は、複合材外板２０８と圧密化ストリンガパッケージ２０６を共硬化させるステップの前に、マンドレル１０４を圧密化ストリンガパッケージ２０６から取り外すステップを含む。
【０１５７】
一実施例では、マンドレル１０４を圧密化ストリンガパッケージ２０６から取り外した時点（例えば、硬化前）では、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２が、圧密化ストリンガパッケージ２０６の一部として残っている。一実施例では、マンドレル１０４を複合材ストリンガ２１０から取り外した時点（例えば、硬化後）では、ラッププライ１０２、第１アールフィラー１１４、第２アールフィラー１１６、及び、任意のコンポーネントである内側モールドラインプライ１２２が、複合材ストリンガ２１０（例えば、複合材構造２００）の一部として残っている。
【０１５８】
一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６及び複合材ストリンガ２１０は、ハット形状断面など、部分的に閉じた断面形状を有する。一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６及び複合材ストリンガ２１０は、被覆マンドレルパッケージ１００によって成形されたキャップ部２２０、第１ウェブ２１２、及び、第２ウェブ２１４を含む。一実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６及び複合材ストリンガ２１０は、支持プレート５０８（例えば、剛性ベース５６４）によって成形された第１フランジ２１６及び第２フランジ２１８を含む。被覆マンドレルパッケージ１００が内側モールドラインプライ１２２を含む実施例では、圧密化ストリンガパッケージ２０６及び複合材ストリンガ２１０は、第１フランジ２１６と第２フランジ２１８を繋ぐとともに、キャップ部２２０、第１ウェブ２１２及び第２ウェブ２１４の下側を延びる底部２２２を有する。
【０１５９】
本開示は、さらに、複数の圧密化ストリンガパッケージ２０６を製造し、よって複合材構造２００における複数の複合材ストリンガ２１０を製造するための方法の実施例も提供する。本方法は、少なくとも１つの被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成された少なくとも１つの圧密化ストリンガパッケージ２０６を用いて実行される。
【０１６０】
一実施例では、本方法は、複数の被覆マンドレルパッケージを用いて複数の圧密化ストリンガパッケージを形成するステップを含む。各圧密化ストリンガパッケージは、ハット形状断面の断面形状を有する複合材チャージと、複合材チャージに接する第１アールフィラーと、複合材チャージに接する第２アールフィラーと、圧密化ストリンガパッケージのハット形状断面におけるキャップ部、第１ウェブ、及び、第２ウェブの内側に配置された被覆マンドレルパッケージと、を含む。一実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージを形成するステップは、複数の複合材チャージの各々を、対応する被覆マンドレルパッケージ上方に配置し、各複合材チャージに機械的圧力を加えることで、被覆マンドレルパッケージとベースプレート（例えば、剛性のベース）に沿って成形して複数のストリンガレイアップを形成し、各ストリンガレイアップに真空圧力を加えて複数の圧密化ストリンガパッケージを形成するステップを含む。
【０１６１】
一実施例では、本方法は、複数の圧密化ストリンガパッケージを硬化ツールに設置するステップをさらに含む。一実施例では、本方法は、複数の圧密化ストリンガパッケージを硬化させるステップを含み、これにより複数の複合材ストリンガを形成する。一実施例では、本方法は、複数の複合材ストリンガの硬化後に、複数の被覆マンドレルパッケージの各々のマンドレルを、対応する複合材ストリンガから取り外すステップを含む。
【０１６２】
一実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージの各々は、硬化ツールにおける特定の場所に対して相補的な湾曲を有する。一実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージは、一度に１つずつ、硬化ツールに設置される。別の実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージは、略同時に硬化ツールに設置される。
【０１６３】
一実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージは、所定数の作業員によって硬化ツールに設置される。別の実施例では、複数の圧密化ストリンガパッケージは、所定数のロボットによって自動で硬化ツールに設置される。
【０１６４】
本開示が提供する実施例によれば、製造環境２５０内の第１の場所において、被覆マンドレルパッケージ１００を支持プレート５０８上に形成し、次いで、圧密化された被覆マンドレルパッケージ１００全体が一体として、支持プレート５０８に載った状態で製造環境２５０内の第２場所に搬送して、支持プレート５０８上で圧密化ストリンガパッケージ２０６を形成し、次いで、圧密化ストリンガパッケージ２０６全体が一体として支持プレート５０８に載った状態で製造環境２５０内の第３の場所に搬送して、複合材構造２００の硬化及び成形を行うので、航空機作製のフロータイム及びワークフロー経路の効率を大幅に向上させことができる。本開示が提供する実施例によれば、ストリンガの作製及びストリンガの設置を自動処理で行うという柔軟性がもたらされる。本開示が提供する実施例は、相当量の作業を重要なフローパスから除外することができる。よって、本開示が提供する実施例によれば、複合材作製のフロータイムの削減及びプロセスの自動化が可能になる。
【０１６５】
１つ以上の実施例では、複合材構造２００は、製造物品（manufactured article）、又は、製造物品の構成部品又は構成要素などの製造コンポーネントである。一実施例では、複合材構造２００は、航空機などの輸送体である。一実施例では、複合材構造２００は、航空機の胴体、翼、内装などの、航空機の小組立品（subassembly）である。一実施例では、複合材構造２００は、輸送体のコンポーネント、又は、輸送体の小組立品などを含み、例えば、航空機の外板パネル（例えば、複合材外板２０８）、フレーム部材、補強部材（例えば、複合材ストリンガ２１０）、又は、内装などを含む。
【０１６６】
複合材構造２００は、任意の適当な複合材料で構成することができる。一実施例では、複合材構造２００は、例えば、ポリマ樹脂マトリックスで結着された強化繊維のように、２つ以上の機能性複合材料を組み合わせて形成してもよい。マトリックス材料は、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ）、熱可塑性ポリマ（ポリエステル、ビニルエステル、ナイロンなど）、又は、他の種類のマトリックス材料を用いることができる。補強材としては、繊維（例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ほか）、又は、他の種類の補強材を用いることができる。繊維は、一方向繊維でもよいし、或いは、織られた、或いは、不織の布、ファブリック、又は、テープの形態であってもよい。繊維及び樹脂を配置し、硬化させることで、複合材構造２００を形成することができる。
【０１６７】
複合材料は、航空機に用いることで、航空機の重量を低減することができる。このような重量の低減により、最大積載量及び燃料効率などの性能を向上させることができる。さらに、複合材料を用いることにより、航空機における様々なコンポーネントの耐用寿命を延ばすことができる。複合材料は、２つ以上の機能コンポーネントを組み合わせて構成される高強度かつ軽量な材料である。
【０１６８】
複合材ストリンガは、ファスナを用いて複合材外板に取り付けられるか、複合材ストリンガを硬化させることによって複合材外板に取り付けられるか、或いは、他の所望の方法により取り付けられる。ファスナは、航空機の重量を増やすことになる。本開示の１つ以上の実施例によれば、複合材ストリンガを硬化させて複合材外板に接合する望ましい方法で取り付けることが可能になる。
【０１６９】
本開示のシステム及び方法の実施例は、様々な用途における使用が期待でき、例えば、航空宇宙関連などの輸送産業における使用が特に期待できる。図２５及び図２６を参照すると、被覆マンドレルパッケージ１００、圧密化ストリンガパッケージ２０６、複合材構造２００、方法１０００、及び、方法２０００の実施例は、図２５に示す航空機１２００、及び、図２６のフロー図に示す航空機製造及び使用方法１１００に関連して使用することができる。本開示の実施例における航空機用途には、航空機の胴体の一部、翼の一部など、航空機の製造に必要な様々なコンポーネントを形成するために使用される複合材構造を形成することが含まれる。
【０１７０】
図２５に示すように、一実施例では、航空機１２００は、固定翼機である。航空機１２００は、機体１２０２及び複数の高水準システム１２０４を含む。高水準システム１２０４の例としては、推進系１２０８、電気系１２１０、油圧系１２１２、環境系１２１４、及び、通信システム１２１６のうちの１つ以上が含まれる。他の実施例では、航空機１２００は、他の種類のシステムをいくつ含んでもよい。
【０１７１】
一実施例では、機体１２０２は、航空機１２００の胴体１２１８を構成する。胴体１２１８により、例えば、客室及び／又は貨物室を含む、航空機１２００の内装１２０６が定まる。胴体１２１８は、航空機１２００の本体部分であって、乗組員、１人又は複数の乗客、及び／又は、貨物を収容するよう構成された適切な中央構造を含む。この例示的な実施例では、胴体１２１８は、概ね円柱形で長状の胴体部である。航空機１２００は、一対の翼１２２０（それぞれ個別に翼１２２０と記載する場合もある）をさらに含む。各翼１２２０は、胴体１２１８に結合されている。翼１２２０は、航空機１２００の揚力を発生させるよう構成された任意の適当な翼型構造を有する。胴体１２１８は、航空機１２００の前端のノーズ部と、航空機１２００の後端のテール部１２２４を含む。なお、本明細書において、「前（forward）」及び「後（aft）」との用語は、当業者に認識されている通常の意味で用いられており、航空機１２００の移動方向を基準にした位置に言及するものである。テール部１２２４は、垂直安定板１２２６、及び、少なくとも１つの水平安定板１２２８を含む。
【０１７２】
航空機１２００は、航空機の実施例であり、本開示が提供する様々な実施例による被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成された圧密化ストリンガパッケージ２０６を用いることで製造される。一実施例では、胴体１２１８は、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成された圧密化ストリンガパッケージ２０６を用いることで製造される外板パネルアセンブリを含んでもよい。別の実施例では、翼１２２０は、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成された圧密化ストリンガパッケージ２０６を用いることで製造される外板パネルアセンブリを含む。一実施例では、内装１２０６は、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成された圧密化ストリンガパッケージ２０６を用いることで製造される外板パネルアセンブリを含む。
【０１７３】
図２５では、スティフナ１２３０を露出させて示している。スティフナ１２３０は、複合材ストリンガ２１０の実施例であり、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成された圧密化ストリンガパッケージ２０６を用いることで製造される。航空機１２００における他の所望の複合材コンポーネントも、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて製造することができる。
【０１７４】
航空機１２００の図示は、様々な例示的な実施例を実施可能な一環境を説明する目的で提示したものである。図２５における航空機１２００の図示は、様々な例示的な実施例を実施可能な態様について、何ら構造的な限定を示唆するものではない。例えば、航空機１２００は、民間航空機として示されているが、自家用航空機、回転翼航空機、他の適当な種類の航空機など、別の種類の航空機にも、様々な例示的な実施例を適用可能である。
【０１７５】
１つ以上の実施例では、航空機１２００の胴体１２１８及び／又は翼１２２０は、特定の輪郭を有する。被覆マンドレルパッケージ１００及び圧密化ストリンガパッケージ２０６の１つ以上の実施例によれば、胴体１２１８及び／又は翼１２２０の輪郭に合致する輪郭形状の複合材ストリンガ２１０を提供できるという効果が得られる。
【０１７６】
従来は、硬化ツール上で複合材ストリンガを組み立てるには、所定の時間を要する多くのプロセスを実行する必要があった。典型的には、各ストリンガコンポーネントを硬化ツールにそれぞれ配置し、別個に圧密化するプロセスがある。複合材ストリンガの組み立てに関する各プロセスによって、全体の製造時間が長くなってしまう。製造時間は、製造される航空機の台数を制限する要因になる。大型の硬化ツールに複合材料を敷設することは、時間的制約を課すステップである。複合材料を敷設することは、積層プロセスである。本開示が提供する１つ以上の実施例によれば、硬化ツールとは別のところで複合材部品を形成することができ、製造時間を効果的に短縮できる。例えば、被覆マンドレルパッケージを用いて、硬化ツールとは別のところで複数の複合材ストリンガを形成すれば、製造時間を短縮できる。硬化の際には、複合材料の空洞部分が適切に支持される。例えば、硬化の際は、複合材料の空洞部分に剛性のツール、又は、被覆など、加圧された状態のツールが配置されている。硬化ステップ、圧密化ステップ、又は、レイアップステップなどを追加する必要を排除できれば、製造時間の短縮が可能になる。本開示が提供する１つ以上の実施例によれば、複数の複合材料層を同時に圧密化することができ、製造時間を短縮する効果が得られる。本開示が提供する１つ以上の実施例によれば、複数の目的に有用なツールを提供することができ、製造時間又は製造コストの少なくとも一方を低減することが可能である。
【０１７７】
図２６に示すように、生産開始前において、例示的な方法１１００は、航空機１２００の仕様決定及び設計（ブロック１１０２）、材料調達（ブロック１１０４）と、を含む。航空機１２００の生産中は、航空機１２００の部品及び小組立品の製造（ブロック１１０６）及びシステム統合（ブロック１１０８）が行われる。その後、航空機１２００は、例えば認証及び納品（ブロック１１１０）を経て、就航（ブロック１１１２）に入る。本開示のシステム及び方法は、部品及び小組立品の製造（ブロック１１０６）及び／又はシステム統合（ブロック１１０８）の一部を構成する。定例の整備及び保守（ブロック１１１４）は、航空機１２００の１つ以上のシステムの変更、再構成、改装なども含みうる。
【０１７８】
図２６に示す例示的な方法１１００の各工程は、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）によって実行又は実施することができる。なお、システムインテグレータは、航空機メーカ及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよく、その数は特に限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよく、その数は特に限定されない。オペレータは、例えば、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織などを含む。
【０１７９】
本開示に図示及び記載した被覆マンドレルパッケージ１００、圧密化ストリンガパッケージ２０６、複合材構造２００（例えば、複合材ストリンガ２１０）、方法１０００及び方法２０００の実施例は、図２６のフロー図に示した製造及び使用方法１１００における１つ以上の任意の段階で採用することができる。例えば、部品及び小組立品の製造（ブロック１１０６）において、被覆マンドレルパッケージ１００を用いて形成される複合材構造２００を含む部品及び小組立品は、航空機１２００（図２５）の就航（ブロック１１１２）の期間中に製造される部品及び小組立品と同様に製造してもよい。また、本開示の１つ以上を、製造段階（ブロック１１０８及びブロック１１１０）において使用することができる。同様に、本開示における１つ以上の実施例を、限定するものではないが例えば、航空機１２００の就航（ブロック１１１２）の期間中、及び、整備及び保守（ブロック１１１４）の際に用いてもよい。
【０１８０】
また、航空宇宙産業に用いた場合を例として説明したが、本開示の原理は、他の産業、例えば、自動車産業、宇宙産業、建築業、及び、他の設計及び製造産業に適用してもよい。したがって、本明細書に記載の原理は、航空機だけでなく、他の輸送体（例えば、陸上車両、船舶、宇宙船など）、及び、独立した構造体（stand-alone structure）に適用してもよい。
【０１８１】
本明細書において、特定の機能を実行するように「構成された（configured to）」システム、装置、構造、物品（article）、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、一切の変更を要することなくその特定の機能を実行できるものを指し、その特定の機能を実行するのに何らかの変更を要するものを指すのではない。換言すれば、特定の機能を実行するように「構成された」システム、装置、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、その特定の機能を実行することを目的として、具体的に、選択、作製、実施、利用、プログラム、及び／又は設計されたものを指す。本明細書において、「構成されている」ということは、システム、装置、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアが既に備えている特性に言及するものであり、この特性により、当該システム、装置、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、一切の変更を要することなくその特定の機能を実行することができる。本開示において、特定の機能を実行するように「構成されている」システム、装置、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、この記載に加えて、或いは、この記載に代えて、当該機能を行うように「適合化された（adapted to）」、及び／又は「動作可能な（operative to）」ものとして記載される場合もある。
【０１８２】
本明細書で用いられる場合、特に明記しない限り、「第１」、「第２」等の用語は、単に標識として用いられており、これらの用語で言及しているアイテムに対し、順序、位置、又は階層的な要件を課すものではない。また、例えば「第２の」アイテムについて言及することによって、例えば、より小さい序数のアイテム（例えば、「第１の」アイテム）、及び／又は、より大きい序数のアイテム（例えば、「第３の」アイテム）の存在を要件としたり排除したりするものではない。
【０１８３】
本開示において、「結合された（coupled）」、「結合」などの用語は、２つ以上の要素が互いに連結され、リンクされ、接合され、接続され、通信可能にされ、或いは、（例えば、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁気的に）関連付けられていることを指す。様々な実施例において、要素は、直接的に関連付けられてもよいし、間接的に関連付けられてもよい。例えば、要素Ａは、要素Ｂに直接に関連付けられてもよい。別の例では、要素Ａは、要素Ｂに、間接的に、例えば、別の要素Ｃを介して関連付けられてもよい。なお、開示されている様々な要素間の関連付けをすべて示しているとは限らない。したがって、図に示していない他の関連付けが含まれている場合もありうる。
【０１８４】
本開示において、「少なくとも１つ」との表現がアイテムの列挙と共に用いられている場合、列挙されたアイテムの１つ以上を含む様々な組み合わせを使用できることを意味し、列挙された各アイテムを１つのみが必要なこともある。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及び、アイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、限定するものではないが、アイテムＡを、或いは、アイテムＡとアイテムＢを含みうる。この例は、さらに、アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣを、或いは、アイテムＢとアイテムＣを含みうる。別の例では、「少なくとも１つ」は、限定するものではないが、例えば、２個のアイテムＡと、１個のアイテムＢと、１０個のアイテムＣであってもよいし、４個のアイテムＢと、７個のアイテムＣであってもよいし、他の適当な組み合わせであってもよい。
【０１８５】
上記において参照した図１に示すブロックは、コンポーネント及び／又はその一部を表す場合があり、様々な要素及び／又はコンポーネントを繋ぐ線が在る場合、それらは、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁気的、及び、その他の結合、及び／又は、その組み合わせを表す。また、図示していない他の結合が含まれている場合もありうる。様々な要素及び／又はコンポーネントを表すブロックを繋ぐ破線がある場合、これらは、機能及び目的の面で、実線で表したものに類似する連結を表す場合がある。ただし、破線で表した連結は、選択的に設けられるもの、或いは、本開示の代替的な実施例に関するものである場合がある。同様に、破線で表した要素及び／又はコンポーネントがある場合、これらは、本開示における代替的な実施例を表す場合がある。実線及び／又は破線で示した１つ又は複数の要素を、本開示の範囲から逸脱することなく、ある特定の実施例から省くこともできる。外部要素がある場合は、点線で表している。仮想上（想像上）の要素も、明確にするために図示している場合もある。当業者であればわかるように、図１に示した特徴のいくつかを様々な方法で組み合わせることが可能であり、この際に、図１や他の図面、及び／又は付随する開示に記載された他の特徴を含む必要はなく、そのような組み合わせが本開示に明確に示されていなくても可能である。同様に、提示の実施例に限定されない追加の特徴を、本明細書で図示及び説明した特徴のいくつか又はすべてと組み合わせることもできる。
【０１８６】
上述の説明で参照した図２３、図２４及び図２６において、ブロックは、工程及び／又はその一部を表す場合がある。ただし、様々なブロックを繋ぐ線は、それらの工程又はその一部の何らかの特定の順序又は従属関係を示唆するものではない。破線で示したブロックは、代替の工程及び／又はその一部を示す。ブロックを繋ぐ破線がある場合、これらは、工程又はその一部の代替的な従属関係を示す。なお、開示されている様々な工程間の従属関係をすべて示しているとは限らない。図２３、図２４及び図２６ならびに本明細書に記載の方法の工程を説明する付随の開示は、これらの工程が行われる順序を必ず決定するものと解釈されるべきではない。むしろ、１つの例示的な順序を示しているに過ぎず、工程の順序は適宜変更可能である。したがって、図示の工程に対して、変更、追加、及び／又は、省略が可能であり、また、いくつかの工程を、異なる順序で、或いは同時に行うこともできる。また、当業者であればわかるように、記載したすべての工程を必ずしも行う必要はない。
【０１８７】
本開示は、下記の付記による実施形態も包含する。
【０１８８】
付記１：複合材構造（２００）の製造に用いる被覆マンドレルパッケージ（１００）を製造するための方法（１０００）であって、
ダイツール（５０２）のキャビティ（５０４）上方にラッププライ（１０２）を配置することと、
前記ラッププライ（１０２）上にマンドレル（１０４）を配置することと、
前記マンドレル（１０４）及び前記ラッププライ（１０２）を前記キャビティ（５０４）の中に押し込むことと、
前記ラッププライ（１０２）を前記マンドレル（１０４）に巻き付けて、被覆マンドレル（１２４）を形成することと、
前記被覆マンドレル（１２４）の第１アール部（１１８）に第１アールフィラー（１１４）を配置することと、
前記被覆マンドレル（１２４）の第２アール部（１２０）に第２アールフィラー（１１６）を配置することと、
前記マンドレル（１０４）、前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）を圧密化して、前記被覆マンドレルパッケージ（１００）を形成することと、の各ステップを含む方法（１０００）。
【０１８９】
付記２：前記マンドレル（１０４）及び前記ラッププライ（１０２）を前記キャビティ（５０４）の中に押し込む際に、前記ダイツール（５０２）のダイ第１部分（５１２）と前記ダイツール（５０２）のダイ第２部分（５１４）とを、互いに対して相対的に移動させることをさらに含む、付記１に記載の方法（１０００）。
【０１９０】
付記３：前記ダイ第１部分（５１２）と前記ダイ第２部分（５１４）とを互いに対して相対的に移動させる際に、前記ダイ第１部分（５１２）の第１噛合いフィンガ（５４４）と前記ダイ第２部分（５１４）の第２噛合いフィンガ（５４６）とを互いに噛合せることをさらに含む、付記２に記載の方法（１０００）。
【０１９１】
付記４：前記キャビティ（５０４）の中に配置されたウェッジ（５５４）で前記ラッププライ（１０２）を支持することをさらに含む、付記２又は３に記載の方法（１０００）。
【０１９２】
付記５：前記マンドレル（１０４）及び前記ラッププライ（１０２）を前記キャビティ（５０４）の中に押し込む際に、前記ウェッジ（５５４）を用いて、前記ダイ第１部分（５１２）と前記ダイ第２部分（５１４）とを押し動かして互いに遠ざけることをさらに含む、付記４に記載の方法（１０００）。
【０１９３】
付記６：前記巻き付けるステップは、
前記ダイ第１部分（５１２）の第１ツール面（５２８）を用いて、前記ラッププライ（１０２）の第１中間部（１５８）を前記マンドレル（１０４）の第２側面（１１０）に沿ってスイーピングすることと、
前記ダイ第２部分（５１４）の第２ツール面（５３０）を用いて、前記ラッププライ（１０２）の第２中間部（１６０）を前記マンドレル（１０４）の第１側面（１０８）に沿ってスイーピングすることと、
スイープアーム（５１０）を用いて、前記ラッププライ（１０２）の第１端部（１３０）及び第２端部（１３２）を前記マンドレル（１０４）の底面（１１２）に沿ってスイーピングすることと、を含む、付記２〜５のいずれかに記載の方法（１０００）。
【０１９４】
付記７：前記圧密化ステップの間に、前記第１アールフィラー（１１４）及び前記第２アールフィラー（１１６）を前記ラッププライ（１０２）に付着させることをさらに含む、付記１〜６のいずれかに記載の方法（１０００）。
【０１９５】
付記８：前記被覆マンドレル（１２４）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）上に内側モールドラインプライ（１２２）を配置することをさらに含み、
前記圧密化ステップは、前記マンドレル（１０４）、前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、前記第２アールフィラー（１１６）、及び、前記内側モールドラインプライ（１２２）を圧密化して、前記被覆マンドレルパッケージ（１００）を形成することを含む、付記１〜７のいずれかに記載の方法（１０００）。
【０１９６】
付記９：前記圧密化ステップの間に、前記内側モールドラインプライ（１２２）を、前記第１アールフィラー（１１４）、前記第２アールフィラー（１１６）、及び、前記ラッププライ（１０２）に付着させることをさらに含む、付記８に記載の方法（１０００）。
【０１９７】
付記１０：前記圧密化ステップは、真空圧力を加えることを含む、付記１〜９のいずれかに記載の方法（１０００）。
【０１９８】
付記１１：前記ラッププライ（１０２）を配置するステップの前に、前記ダイツール（５０２）の前記キャビティ（５０４）上方に真空バギングフィルム（５０６）を配置することをさらに含み、前記ラッププライ（１０２）は、前記真空バギングフィルム（５０６）上に配置される、付記１０に記載の方法（１０００）。
【０１９９】
付記１２：前記真空圧力を加えるために、前記真空バギングフィルム（５０６）に支持プレート（５０８）を封着することをさらに含む、付記１０又は１１に記載の方法（１０００）。
【０２００】
付記１３：前記被覆マンドレルパッケージ（１００）を前記支持プレート（５０８）に一時的に結合させることと、
前記被覆マンドレルパッケージ（１００）を前記ダイツール（５０２）の前記キャビティ（５０４）から取り外すことと、
をさらに含む、付記１２に記載の方法（１０００）。
【０２０１】
付記１４：複合材構造（２００）を製造する方法（２０００）であって、
被覆マンドレルパッケージ（１００）上方に複合材チャージ（２０２）を配置することと、
前記複合材チャージ（２０２）を前記被覆マンドレルパッケージ（１００）に沿って成形して、ストリンガレイアップ（２０４）を形成することと、
前記ストリンガレイアップ（２０４）を圧密化して、圧密化ストリンガパッケージ（２０６）を形成することと、の各ステップを含む方法（２０００）。
【０２０２】
付記１５：前記複合材チャージ（２０２）を成形するステップは、前記複合材チャージ（２０２）に機械的圧力を加えて、前記複合材チャージ（２０２）を前記被覆マンドレルパッケージ（１００）に沿って成形することを含む、付記１４に記載の方法（２０００）。
【０２０３】
付記１６：前記ストリンガレイアップ（２０４）を圧密化するステップは、前記ストリンガレイアップ（２０４）に真空圧力を加えることを含む、付記１４又は１５に記載の方法（２０００）。
【０２０４】
付記１７：前記被覆マンドレルパッケージ（１００）は、
マンドレル（１０４）、及び、前記マンドレル（１０４）を包むラッププライ（１０２）を含む被覆マンドレル（１２４）と、
前記被覆マンドレル（１２４）の第１アール部（１１８）に結合された第１アールフィラー（１１４）と、
前記被覆マンドレル（１２４）の第２アール部（１２０）に結合された第２アールフィラー（１１６）と、を含み、
前記マンドレル（１０４）、前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、第２アールフィラー（１１６）は、圧密化されており、前記被覆マンドレルパッケージ（１００）を形成している、付記１４〜１６のいずれかに記載の方法（２０００）。
【０２０５】
付記１８：前記複合材チャージ（２０２）を成形するステップ、及び、前記ストリンガレイアップ（２０４）を圧密化するステップのうちの少なくとも一方の間に、前記複合材チャージ（２０２）を前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）に付着させることをさらに含む、付記１７に記載の方法（２０００）。
【０２０６】
付記１９：前記被覆マンドレルパッケージ（１００）は、前記被覆マンドレル（１２４）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、第２アールフィラー（１１６）に結合された内側モールドラインプライ（１２２）をさらに含む、付記１７又は１８に記載の方法（２０００）。
【０２０７】
付記２０：前記複合材チャージ（２０２）を成形するステップ、及び、前記ストリンガレイアップ（２０４）を圧密化するステップのうちの少なくとも一方の間に、前記複合材チャージ（２０２）を前記内側モールドラインプライ（１２２）に付着させることをさらに含む、付記１９に記載の方法（２０００）。
【０２０８】
付記２１：前記圧密化ストリンガパッケージ（２０６）を硬化ツール（５５０）に設置することと、
前記圧密化ストリンガパッケージ（２０６）を硬化させて、前記複合材構造（２００）を形成することと、
前記複合材構造（２００）から前記マンドレル（１０４）を取り外すことと、をさらに含む、付記１４〜２０のいずれかに記載の方法（２０００）。
【０２０９】
付記２２：前記圧密化ストリンガパッケージ（２０６）上に複合材外板（２０８）を配置することと、
前記複合材外板（２０８）と前記圧密化ストリンガパッケージ（２０６）を共硬化させて、前記複合材構造（２００）を形成することと、をさらに含む、付記２１に記載の方法（２０００）。
【０２１０】
付記２３：複合材構造（２００）の製造に用いる被覆マンドレルパッケージ（１００）であって、
マンドレル（１０４）と、
前記マンドレル（１０４）を包んで被覆マンドレル（１２４）を形成するラッププライ（１０２）と、
前記被覆マンドレル（１２４）の第１アール部（１１８）において、前記ラッププライ（１０２）に結合された第１アールフィラー（１１４）と、
前記被覆マンドレル（１２４）の第２アール部（１２０）において、前記ラッププライ（１０２）に結合された第２アールフィラー（１１６）と、を含み、
前記被覆マンドレルパッケージ（１００）は、前記マンドレル（１０４）、前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）が圧密化されて形成されたものである、被覆マンドレルパッケージ（１００）。
【０２１１】
付記２４：前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）は、前記ラッププライ（１０２）に付着している、付記２３に記載の被覆マンドレルパッケージ（１００）。
【０２１２】
付記２５：前記被覆マンドレル（１２４）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）に結合された内側モールドラインプライ（１２２）をさらに含み、前記被覆マンドレルパッケージ（１００）は、前記マンドレル（１０４）、前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、前記第２アールフィラー（１１６）、及び、前記内側モールドラインプライ（１２２）が圧密化されて形成されたものである、付記２２又は２３に記載の被覆マンドレルパッケージ（１００）。
【０２１３】
付記２６：前記内側モールドラインプライ（１２２）は、前記第１アールフィラー（１１４）、前記第２アールフィラー（１１６）、及び、前記ラッププライ（１０２）に付着している、付記２５に記載の被覆マンドレルパッケージ（１００）。
【０２１４】
付記２７：前記マンドレル（１０４）、前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、第２アールフィラー（１１６）は、圧密化されることによって支持プレート（５０８）に結合されている、付記２３〜２６のいずれかに記載の被覆マンドレルパッケージ（１００）。
【０２１５】
付記２８：前記被覆マンドレルパッケージ（１００）と前記支持プレート（５０８）とは、互いに相補的な輪郭を有する、付記２７に記載の被覆マンドレルパッケージ（１００）。
【０２１６】
付記２９：被覆マンドレルパッケージ（１００）の製造に用いる装置（５００）であって、
部分的に巻かれた被覆マンドレル（１４６）を形成するためのダイツール（５０２）と、
前記ダイツール（５０２）に対して相対的に移動可能であって、被覆マンドレル（１２４）を形成するためのスイープアーム（５１０）と、
前記被覆マンドレル（１２４）に第１アールフィラー（１１４）及び第２アールフィラー（１１６）を配置するためのアールフィラー配置機構（５１８）と、
前記被覆マンドレルパッケージ（１００）を形成するための圧密化機構（５２０）と、を含む装置（５００）。
【０２１７】
付記３０：前記ダイツール（５０２）は、キャビティ（５０４）を形成し、
前記ダイツール（５０２）は、前記キャビティ（５０４）の中にラッププライ（１０２）及びマンドレル（１０４）が押し込まれると、前記ラッププライ（１０２）を前記マンドレル（１０４）に部分的に巻き付けて、前記部分的に巻かれた被覆マンドレル（１４６）を形成し、
前記スイープアーム（５１０）は、前記ラッププライ（１０２）を前記マンドレル（１０４）にさらに巻き付けて、前記被覆マンドレル（１２４）を形成する、付記２９に記載の装置（５００）。
【０２１８】
付記３１：前記ダイツール（５０２）は、第１ツール面（５２８）を有するダイ第１部分（５１２）、及び、第２ツール面（５３０）を有するダイ第２部分（５１４）を含み、
前記第１ツール面（５２８）及び前記第２ツール面（５３０）によって前記キャビティ（５０４）が画成され、
前記第１ツール面（５２８）は、前記ラッププライ（１０２）及び前記マンドレル（１０４）が前記キャビティ（５０４）の中に押し込まれる際に、前記ラッププライ（１０２）の第１中間部（１５８）を前記マンドレル（１０４）の第２側面（１１０）に沿ってスイーピングし、
前記第２ツール面（５３０）は、前記ラッププライ（１０２）及び前記マンドレル（１０４）が前記キャビティ（５０４）の中に押し込まれる際に、前記ラッププライ（１０２）の第２中間部（１６０）を前記マンドレル（１０４）の第１側面（１０８）に沿ってスイーピングする、付記３０に記載の装置（５００）。
【０２１９】
付記３２：前記ダイ第１部分（５１２）と前記ダイ第２部分（５１４）は、互いに対して相対的に移動可能であって、前記ラッププライ（１０２）及び前記マンドレル（１０４）を収容するために前記キャビティ（５０４）を大きくする、付記３１に記載の装置（５００）。
【０２２０】
付記３３：前記ダイ第１部分（５１２）は、所定数の第１噛合いフィンガ（５４４）をさらに含み、
前記ダイ第２部分（５１４）は、所定数の第２噛合いフィンガ（５４６）をさらに含み、
前記ダイ第１部分（５１２）と前記ダイ第２部分（５１４）が互いに対して相対的に移動する際に、前記第１噛合いフィンガ（５４４）と前記第２噛合いフィンガ（５４６）が互いに噛合う、付記３２に記載の装置（５００）。
【０２２１】
付記３４：前記キャビティ（５０４）の中に配置されたウェッジ（５５４）をさらに含み、前記ウェッジ（５５４）は、前記キャビティ（５０４）の中に押し込まれる前の前記ラッププライ（１０２）を支持する、付記３２又は３３に記載の装置（５００）。
【０２２２】
付記３５：前記ウェッジ（５５４）は、前記ラッププライ（１０２）及び前記マンドレル（１０４）が前記キャビティ（５０４）の中に押し込まれる際に、前記ダイ第１部分（５１２）と前記ダイ第２部分（５１４）とを押し動かして互いに遠ざける、付記３４に記載の装置（５００）。
【０２２３】
付記３６：前記ラッププライ（１０２）及び前記マンドレル（１０４）を前記キャビティ（５０４）の中に押し込むよう構成されたプレスツール（５１６）をさらに含む、付記３０〜３５のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２２４】
付記３７：前記スイープアーム（５１０）は、前記ラッププライ（１０２）の第１端部（１３０）及び第２端部（１３２）を、前記マンドレル（１０４）の底面（１１２）に沿ってスイーピングするよう構成されている、付記３０〜３６のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２２５】
付記３８：前記アールフィラー配置機構（５１８）は、前記第１アールフィラー（１１４）を前記被覆マンドレル（１２４）の第１アール部（１１８）に配置するとともに、前記第２アールフィラー（１１６）を前記被覆マンドレル（１２４）の第２アール部（１２０）に配置するよう構成されている、付記３０〜３７のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２２６】
付記３９：前記圧密化機構（５２０）は、前記マンドレル（１０４）、前記ラッププライ（１０２）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）を圧密化して、前記被覆マンドレルパッケージ（１００）を形成するよう構成されている、付記３０〜３８のいずれかに記載の装置（５００）。
【０２２７】
付記４０：前記圧密化機構（５２０）は、
前記ダイツール（５０２）と、前記被覆マンドレル（１２４）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）と、の間に配置された真空バギングフィルム（５０６）と、
前記第１アールフィラー（１１４）、前記第２アールフィラー（１１６）、前記ラッププライ（１０２）、及び、前記マンドレル（１０４）に真空圧力を加えるために、前記真空バギングフィルム（５０６）に封着されるよう構成された支持プレート（５０８）と、を含む、付記３９に記載の装置（５００）。
【０２２８】
付記４１：前記キャビティ（５０４）と前記支持プレート（５０８）とは、互いに相補的な輪郭を有する、付記４０に記載の装置（５００）。
【０２２９】
付記４２：前記被覆マンドレル（１２４）、前記第１アールフィラー（１１４）、及び、前記第２アールフィラー（１１６）の上方に、内側モールドラインプライ（１２２）が配置され、
前記支持プレート（５０８）は、前記内側モールドラインプライ（１２２）、前記第１アールフィラー（１１４）、前記第２アールフィラー（１１６）、前記ラッププライ（１０２）、及び、前記マンドレル（１０４）に真空圧力を加えるために、前記内側モールドラインプライ（１２２）上方の前記真空バギングフィルム（５０６）に封着されるよう構成されている、付記４０又は４１に記載の装置（５００）。
【０２３０】
本開示のシステム及び方法について様々な実施例を図示及び記載したが、当業者が本明細書を読めば、様々な変形例を思いつくであろう。本願は、そのような変形も包含しており、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】
2020114661.tif 000003
【図２】
2020114661.tif 000004
【図３】
2020114661.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020114661.tif 000007
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2020114661.tif 000009
【図７】
2020114661.tif 000010
【図８】
2020114661.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2020114661.tif 000021
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2020114661.tif 000026
【図２４】
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【図２５】
2020114661.tif 000028
【図２６】
2020114661.tif 000029
【図２７】
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【図２８】
2020114661.tif 000031
【外国語明細書】
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