(57)【要約】  未硬化の複合積層外板を雄型マンドレル工具（１０４）のレイアップ面（１０２）から雌型硬化工具に搬送する方法は、レイアップ面上において複数の真空ゾーン（１０６，１０８）を規定するステップを含み、各々のゾーンは、外板が分離されるべき複数の部分のうちの１つに対応する。たとえば、外板を２つの部分に分離するために、レイアップ面に対する第１の膜（１３０）の薄型のシール（１２６）が第１の真空ゾーンにおいて形成され、第２の膜に対する第２の薄型のシール（１３２）が第２の真空ゾーンにおいて形成される。当該方法はさらに、すべての真空ゾーンにわたって複合積層外板をレイアップするステップと、複合積層外板を部分、たとえば第１の真空ゾーンの上の第１の部分と第２の真空ゾーンの上の第２の部分とに分離するステップと、当該部分を、外側モールド線面を有する硬化工具（１４６，１４７）に個々に解放するステップとを含む。
2007511404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空膜を面（１０２）に封止する方法であって、
面（１０２）上において真空ゾーン（１０６）を規定するステップと、
前記真空ゾーン（１０６）内における面（１０２）の上にブリーザ（１３６）を配置するステップと、
前記ブリーザ（１３６）の上に膜（１３０）を配置するステップとを含み、前記膜（１３０）は前記真空ゾーン（１０６）を覆い、前記方法はさらに、
前記膜（１３０）と面（１０２）との間に真空シール（１３８）を形成するステップと、
前記真空シール（１３８）を積層板解放面（１４２）で覆うステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記真空ゾーン（１０６）を規定する前記ステップは、前記真空ゾーン（１０６）の境界（１１８）において面（１０２）上に両面接着テープ（１３４）を配置するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ブリーザ（１３６）を配置する前記ステップは、前記真空ゾーン（１０６）内における面（１０２）に前記ブリーザ（１３６）を接着するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記真空シール（１３８）を形成する前記ステップは、前記真空ゾーン（１０６）の境界（１１８）において面（１０２）に接着された両面接着テープ（１３４）の露出された側に前記膜（１３０）を貼付けるステップを含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記真空シール（１３８）を形成する前記ステップは、シールテープ（１４０）で前記膜（１３０）のエッジ（１３９）を覆うステップを含み、前記シールテープ（１４０）は前記膜（１３０）および面（１０２）に接着する、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記真空シール（１３８）を覆う前記ステップは、テフロン（登録商標）テープ（１４３）で前記真空シール（１３８）を覆うステップを含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
面（１０２）と前記膜（１３０）との間における内部空間に真空を与えるステップをさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記膜（１３０）の下と前記面（１０２）の上とに真空を与えることによって前記真空ゾーン（１０６）の上における面（１０２）上に前記膜（１３０）を保持するステップをさらに含む、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記保持するステップは、真空ポート（１１４）を介してマンドレル工具（１０４）に前記真空を与えるステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
レイアップ面（１０２）上において第１の真空ゾーン（１０６）を規定するステップと、
レイアップ面（１０２）上において第２の真空ゾーン（１０８）を規定するステップと、
前記第１の真空ゾーン（１０６）内におけるレイアップ面（１０２）の上に第１のブリーザ（１３６）を配置するステップと、
前記第２の真空ゾーン（１０８）内におけるレイアップ面（１０２）の上に第２のブリーザ（１３６）を配置するステップと、
前記第１の真空ゾーン（１０６）を覆う第１の膜（１３０）を前記第１のブリーザ（１３６）の上に配置するステップと、
前記第２の真空ゾーン（１０８）を覆う第２の膜（１３２）を前記第２のブリーザ（１３６）の上に配置するステップと、
前記第１の膜（１３０）とレイアップ面（１０２）との間に第１の真空シール（１２６）を形成するステップと、
前記第２の膜（１３２）とレイアップ面（１０２）との間に第２の真空シール（１２８）を形成するステップと、
第１の積層板解放面（１４２）で前記第１の真空シール（１２６）を覆うステップと、
第２の積層板解放面（１４２）で前記第２の真空シール（１２８）を覆うステップとを含む、請求項１から９のいずれかに記載の、マンドレル工具（１０４）のレイアップ面（１０２）上に個々の真空ゾーンを形成する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連する出願の相互参照
この出願は、以下の同時継続の米国特許出願、すなわち、２００３年８月２２日に出願された米国特許出願第１０／６４６，５０９号、２００３年８月２２日に出願された米国特許出願第１０／６４６，３９２号、２００３年７月２８日に出願された米国特許出願第１０／６３０，５９４号、２００３年８月２２日に出願された米国特許出願第１０／６４６，３１６号、および、２００２年１１月２２日に出願された米国特許出願第１０／３０１，９４９号に関する。
【０００２】
発明の背景
この発明は、概して、複合材料を用いて大型の構造物を製造することに関し、より特定的には、大きな航空機胴体区画の製造のために大きな未硬化の複合積層板を移送する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
炭素繊維エポキシおよびグラファイト・ビスマレイミド（ＢＭＩ）材料などの複合材の構造上の性能利点は航空宇宙産業において広く知られている。複合材はたとえば剛性および強度に優れ、より軽量であるために航空機設計者の目を引いた。より高度な材料およびより幅広い種類の材料形態が利用可能になったので、複合材を航空宇宙用に使用することが増えた。航空宇宙産業については、複合積層技術によって材料レイアップ速度がより高くなり、たとえば、大きな複合構造物を製造するコストが低減されるだろう。たとえば直径が１５〜２０フィートを超える可能性のある大型の航空機胴体区画を製造するといったような新しく革新的な複合積層技術が構想される。
【０００４】
現在探求されている高速のテープ積層技術がなければ、民間航空機の胴体外板などの大型の複合構造物を製造するには、複合材を経済的に使用するのに十分に速いテープ積層速度を達成して当該複合材を航空機の主要な構造部材として金属と置換えることを可能にするために、自動化されたテープ積層装置、繊維配置装置および大型のオートクレーブなどの高価な資本設備を数多く使用することが必要となるだろう。航空宇宙用の複合部品を経済的に生産するのに、各々の機械の生産性を高めることが重要である。
【０００５】
航空宇宙用構成要素の製造においては、外側モールド線（ＯＭＬ）とも呼ばれる空気面を維持する現在の方法は、典型的には、空気面に備え付けられたパネル区画に外板を積層することを含む。小さなパネルはより大きな構成要素に組立てられる。空気面に備え付けられた機器でより小さなパネルを構築するには、所望されるよりも多くの機器および多くの処理ステップを必要とする。
【０００６】
航空宇宙用の複合構造物を作製するためのシステムおよび方法が、１９８７年９月１５日に発行された米国特許第４，６９３，６７８号、１９８８年１０月２５日に発行された米国特許第４，７８０，２６２号、２０００年１月１１日に発行された米国特許第６，０１２，８８３号、２００１年１月２日に発行された米国特許第６，１６８，３５８号、および、１９９８年５月５日に発行された米国特許第５，７４６，５５３号に開示されており、これらは引用により援用される。
【０００７】
レイアップ後に複合積層部分を硬化させるには、一般に、複合積層部分をオートクレーブに配置する必要がある。硬化は、たとえば、気泡によってもたらされ最終製品における材料の強度の深刻な低下を引起すおそれのある材料内の空隙をなくすために、通常、オー
トクレーブ内部の圧力環境で実行される。外板積層板に対する圧縮力は、通常、パネルを「袋に入れる」ことによってもたらされ、この場合、プラスチック膜がパネルの上に配置され、工具に対して封止されている。次いで、封止されたプラスチック製の「袋」の内部で当該部分に真空を与えるが、この間、オートクレーブに圧力が加えられ、当該袋の外側には積層板を圧縮する差圧が生じる。この態様では、１気圧よりも高い圧縮圧力が達成され得る。パネル区画工具の内部に配置された複合材料については、パネルの空気面側は工具に接したままであり、当該パネルの非空気内面は真空バッグに面する。マンドレル工具の外側におけるバレル区画レイアップについては、バレル区画の内面が工具に接したままであり、パネルの外側の空気面は真空バッグに面する。
【０００８】
たとえば雄型マンドレル上において胴体バレル区画をレイアップし硬化させようとする場合、バッグ側の面がまた、バレル区画の空気力学面となるだろう。バッグ側の面は典型的には空気力学的に粗く、空気力学的に滑らかにするのが難しいので、結果として、航空用平滑性の要件を満たさない。したがって、大きなバレル区画を作製しようとする場合、それを移送することが必要となるだろう。すなわち、複合材料を配置および硬化する資本設備の効率を最大にし、かつ航空用平滑性の要件を満たすために、複合積層板を完成したバレル区画として雄型レイアップマンドレル上に構築し、これを区画に切断し、雌型硬化工具に移送することが必要となるだろう。外板をバレルとしてマンドレル上にレイアップすることにより、極めて高速で機器を作動させることが可能となり、こうして、機械類を追加する必要性を減らし、必要資本を減らすことが可能となるだろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発明の概要
大きな航空宇宙用構成要素の外板を区画に切断し、レイアップ工具から未硬化の積層板を分離し、未硬化の積層区画を外側モールド線硬化工具に移送する方法、特に、積層板に皺を寄せずに移送する方法が必要とされる。マンドレル工具から積層板を確実かつ予測どおりに解放する、大きな未硬化の複合積層板の移送方法がまた必要とされる。さらに、マンドレル工具上の積層板のレイアップを妨げずにマンドレル工具から大きな未硬化の複合積層板を移送する方法が必要とされる。さらに、高速のテープレイアップに必要な機械の数を減らし、こうして、所要の工場スペースと必要とされる全体的な設備投資とを減らす、大きな未硬化の複合積層板の移送方法を含む複合材料作製プロセスが必要とされる。この発明の好ましい実施例は、航空宇宙応用例のための大型の複合材を作製するのに好適な工具およびプロセスで、これらの必要性のうちの１つまたはそれらの組合せに対処する。
【００１０】
雄型レイアップマンドレル上に作製された外板を雌型硬化工具に移送することにより、所望の航空用平滑性がもたらされ、かつ資本設備投資が低減され得る。このような方法で、外板を区画に切断し、未硬化の積層板をレイアップ工具から分離し、未硬化の積層区画を外側モールド線硬化工具に移送する。胴体外板については、組立中により小さなパネルを構築してこれらを接合するよりも、バレル区画全体をレイアップした方がはるかに効率が良くなるだろう。しかしながら、大きな円筒形の工具の内部に直接複合材料を配置して空気面に直接レイアップすると、工具の外側への複合材料の配置の場合にはより成熟した技術であるため発生しなかった何らかの問題が発生する。
【００１１】
航空機の胴体パネルを製造するのに好適なバレル区画の場合には、たとえば、効率的な作製方法は、複合材料で雄型マンドレルを一周して巻き、外板を半分に切断し、当該外板を硬化工具に移送することである。真空バッグ面または他の移送媒体の上に積層板を配置し、自動化されたレイアップ方法を利用し、未硬化部分を硬化工具に移送する容易な手段を提供することが一般的なやり方であるが、これらの方法は個々の部分にしか適用されず、隣接し独立した移送ゾーンにわたって複数の部分をレイアップするための自動化された
プロセスのための、妨害されることのない手段をもたらさない。外板を移送するための特定の方法に有利なように、たとえば継目を円周方向に設けるかまたはレイアップを円周方向に不連続にすることによって円周方向のレイアップを妨害すると、製造効率が下がり、コストが高くなる。さらに、このような方策は外板のレイアップを妨害することとなる。たとえば、このような障害または不連続性のある付近のレイアップ面にある隆起は、当該隆起の上方において材料の橋をかけることに関する問題を引起し、当該隆起の上を通る材料送出ヘッドを邪魔する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の一局面においては、真空膜を表面に封止する方法は、当該表面上において真空ゾーンを規定するステップと、真空ゾーン内の表面の上にブリーザを配置するステップと、真空ゾーンを覆う膜をブリーザの上に配置するステップと、当該膜と当該表面との間に真空シールを形成するステップと、積層板解放面で真空シールを覆うステップとを含む。
【００１３】
この発明の別の局面においては、マンドレル工具のレイアップ面上に個々の真空ゾーンを形成する方法は、レイアップ面上に第１および第２の真空ゾーンを規定するステップと、当該第一の真空ゾーン内におけるレイアップ面の上に第１のブリーザを配置するステップと、当該第２の真空ゾーン内におけるレイアップ面の上に第２のブリーザを配置するステップと、第１の真空ゾーンを覆う第１の膜を当該第１のブリーザの上に配置するステップと、第２の真空ゾーンを覆う第２の膜を当該第２のブリーザの上に配置するステップとを含む。当該方法はさらに、第１の膜とレイアップ面との間に第１の真空シールを形成するステップと、第２の膜とレイアップ面との間に第２の真空シールを形成するステップと、第１の積層板解放面で第１の真空シールを覆うステップと、第２の積層板解放面で第２の真空シールを覆うステップとを含む。
【００１４】
この発明のさらに別の局面においては、未硬化の複合積層外板を雄型マンドレル工具のレイアップ面から雌型硬化工具に移送する方法は、第１の両面接着テープをレイアップ面に貼ることによりレイアップ面上において第１の真空ゾーンを規定するステップと、第２の両面接着テープをレイアップ面に貼ることによりレイアップ面上において第２の真空ゾーンを規定するステップと、第１の真空ゾーン内におけるレイアップ面の上に第１のブリーザを配置するステップと、第２の真空ゾーン内におけるレイアップ面の上に第２のブリーザを配置するステップと、第１の真空ゾーンを覆う第１の膜を第１のブリーザの上に配置するステップと、第１の膜を第１の両面接着テープに接着するステップと、第２の真空ゾーンを覆う第２の膜を第２のブリーザの上に配置するステップと、第２の膜を第２の両面接着テープに接着するステップとを含む。
【００１５】
好ましい実施例においては、当該方法はさらに、第１の膜とレイアップ面とに接着する第１のシールテープで第１の膜の第１のエッジを覆うことにより第１の膜とレイアップ面との間に第１の余分な真空シールを形成するステップと、第２の膜とレイアップ面とに接着する第２のシールテープで第２の膜の第２のエッジを覆うことにより第２の膜とレイアップ面との間に第２の余分な真空シールを形成するステップと、第１の積層板解放面で第１の余分な真空シールを覆うステップと、第２の積層板解放面で第２の余分な真空シールを覆うステップと、第１の真空ゾーンおよび第２の真空ゾーンの隣接する余分な真空シールを滑らかに覆う第１の真空ゾーンおよび第２の真空ゾーンの上におけるレイアップ面上において複合積層外板をレイアップするステップとを含む。複合積層外板は、第１の膜および第１の積層板解放面、第２の膜および第２の積層板解放面を滑らかに覆う。
【００１６】
この発明のさらに別の局面においては、マンドレル工具のレイアップ面から、外側モールド線に備え付けられた空気面を有するいくつかの硬化工具に移送される複数のパネルに
おいて複合積層航空機外板を作製する方法は、複合積層航空機外板を完成したバレル区画としてレイアップするステップと、複合積層航空機外板を複数のパネルに切断するステップと、他のすべてのパネルとは個別であり当該パネルから独立しているパネルのうちの少なくとも１つをマンドレル工具のレイアップ面から空気面を有する硬化工具のうちの１つに移送するステップと、移送されたパネルを硬化するステップとを含み、ここで、当該硬化工具が、移送されたパネルの外側モールド線を規定および制御し、当該方法はさらに、移送されたパネルを硬化工具から取外すステップを含む。
【００１７】
この発明のさらなる局面においては、未硬化の複合積層外板をマンドレル工具のレイアップ面から硬化工具に移送する方法は、第１の真空ゾーンにおけるマンドレル工具の表面に第１の膜の第１の薄型のシールを形成するためのステップと、第２の真空ゾーンにおけるマンドレル工具の表面に第２の膜の第２の薄型のシールを形成するためのステップと、第１の真空ゾーンおよび第２の真空ゾーンの上に複合積層外板をレイアップするためのステップと、複合積層外板を第１の真空ゾーンの上の第１の部分および第２の真空ゾーンの上の第２の部分へと分離するためのステップと、第２の部分とは個別の第１の部分を第１の硬化工具に解放するためのステップとを含む。
【００１８】
この発明のさらに別の局面においては、大きな航空機部品を製造するための工具は、レイアップ面と、当該レイアップ面上に規定される少なくとも１つの真空ゾーンとを有する雄型マンドレル工具を含む。
【００１９】
この発明のさらなる局面においては、大きな航空機部品を製造するためのシステムは、複数ヘッド自動テープ積層機と、複数の真空ゾーンがその上に規定されているレイアップ面を有する雄型マンドレルレイアップ工具と、複数の雌型硬化工具とを含む。
【００２０】
この発明の別の局面においては、胴体のための複合パネルを製造する方法は、実質的に胴体区画の形状であるバレルを形成するためにマンドレル上に樹脂含浸テープを配置するステップと、当該バレルをマンドレル上の複数のパネルに切断するステップと、当該パネルを１つずつ当該マンドレルから少なくとも１つの硬化工具に移送するステップと、硬化された複合パネルを形成するために硬化工具上で当該パネルのうちの少なくとも１つを硬化するステップと、硬化された複合パネルを当該硬化工具から取外すステップとを含み、当該硬化工具はパネルの外側モールド線を規定および制御する。
【００２１】
この発明の別の局面においては、胴体のための複合パネルを製造する方法は、複合パネルが保持されているマンドレルを硬化工具に挿入するステップと、当該マンドレル上に第２の複合パネルを保持しつつ１つの複合パネルを当該マンドレルから当該硬化工具に移送するステップと、当該マンドレルを当該硬化工具から取外すステップとを含む。
【００２２】
胴体のための複合パネルを製造するための好ましい方法は、実質的に胴体区画の形状であるバレルを形成するためにマンドレル上に樹脂含浸テープを配置（すなわち、レイアップ）し、当該バレルを当該マンドレル上の複数のパネルに切断し、当該パネルを１つずつ当該マンドレルから少なくとも１つの硬化工具に移送し、硬化された複合パネルを形成するために当該硬化工具上で当該移送されたパネルを硬化し、硬化された複合パネルを当該硬化工具から取外し、各々の硬化工具は、当該工具上で硬化されたパネルの外側モールド線を規定および制御する。さらなる好ましい実施例においては、当該方法は、マンドレルを硬化工具に挿入するステップと、当該マンドレル上で第２の複合パネルを保持しつつ１つの複合パネルを当該マンドレルから当該硬化工具に移送するステップと、当該硬化工具から当該マンドレルを取外すステップとを含む。
【００２３】
この発明の別の局面においては、航空機のための複合パネルは、実質的に胴体区画の形
状であるバレルを形成するためにマンドレル上に樹脂含浸テープを配置し、当該バレルを当該マンドレル上において少なくとも２つのパネルに切断し、当該パネルを１つずつ当該マンドレルから少なくとも１つの硬化工具に移送し、硬化された複合パネルを形成するために当該硬化工具上においてパネルを硬化し、硬化された複合パネルを当該硬化工具から取外すことによって製造される。当該硬化工具は、複合パネルの外側モールド線を規定および制御する。
【００２４】
この発明の別の局面においては、航空機胴体パネルに形成するよう適合された未硬化の複合積層板は、実質的に胴体パネルの形状であるバレルを形成するためにマンドレル上に樹脂含浸テープを配置し、当該バレルを当該マンドレル上において少なくとも２つのパネルに切断し、当該パネルを１つずつ当該マンドレルから少なくとも１つの硬化工具に移送することによって製造される。好ましい実施例においては、未硬化の複合積層板は硬化工具上で硬化されて、硬化された複合航空機胴体パネルを形成するが、ここで、当該硬化工具は、硬化された複合航空機胴体パネルの外側モールド線を規定および制御する。次いで、硬化された複合航空機胴体パネルが硬化工具から取外される。
【００２５】
この発明の別の局面においては、大きな複合航空機部品を製造するためのシステムは、本質的に胴体区画全体の形状である形成面を規定するマンドレルと、胴体区画を規定するよう複合テープを形成面上に積層するための、当該マンドレルに関連付けられる少なくとも１つのテープ積層機とを含む。
【００２６】
この発明のこれらおよび他の特徴、局面および利点は、添付の図面、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照するとよりよく理解されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
発明の詳細な説明
以下の詳細な説明は、この発明を実施するための、現在企図されている最適の形態である。この説明は限定を意味するものと理解されるべきではなく、単にこの発明の一般原則を説明する目的でなされている。というのも、この発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって最もよく規定されるからである。
【００２８】
ボーイング社（Boeing Company）は、大型の複合構造物を製造するためのさまざまな方法および工具を探求している。この出願は、この目的を達成するための発明の系列のうちの１つである発明を説明する。この出願は、この系列の一部である以下の同時係属の米国特許出願、すなわち、２００３年８月２２日に出願され「大きなバレル区画構成要素を作製するための複数ヘッド自動複合積層機（“Multiple Head Automated Composite Laminating Machine For The Fabrication Of Large Barrel Section components”）」と題された米国特許出願第１０／６４６，５０９号と、２００３年８月２２日に出願され「内部胴体マンドレルへの自動化された複合材のレイアップ（“Automated Composite Lay-Up To An Internal Fuselage Mandrel”）」と題された米国特許出願第１０／６４６，３９２号と、２００３年７月２８日に出願され「複合胴体機（“Composite Fuselage Machine”）」と題された米国特許出願第１０／６３０，５９４号と、２００３年８月２２日に出願され「汎用のマルチヘッドファイバ配置（“Unindirectional, Multi-Head Fiber Placement”）」と題された米国特許出願第１０／６４６，３１６号と、２００２年１１月２２日に出願され「平行な構成の複合材料作製機（“Parallel Configuration Composite Material Fabricator”）」と題された米国特許出願第１０／３０１，９４９号とに関し、これらすべてがこの発明の譲受人に譲渡され、引用によりこの出願に援用される。
【００２９】
概して、この発明の実施例は、たとえば、民間航空機および軍事航空機の製造の際に用いられる可能性のある複合材料でできた大型部品、たとえば航空機胴体バレル区画、の作
製を容易にする。一実施例においては、この発明は、大型で（典型的には、直径または最大厚さが１５フィートを上回り）、断面が一定であり、丸い形状、たとえば円形または楕円形の断面を有するマンドレルまたはレイアップ工具上での胴体区画の作製を容易にする。一実施例においては、この発明はまた、民間および軍事用の航空機の胴体構造の前部区画または後部区画などの一定の断面を持たない胴体構造などの大型部品を複合材料から作製する際に用いられてもよい。一実施例では、複合材料の完全な胴体バレル区画を積層し、当該バレル区画をサブパネルに切断し、残りのサブパネルをレイアップマンドレルに装着したままの状態で各サブパネルを連続して移送することが提供される。
【００３０】
このような大型部品の複合作製時に５つの主要な問題が特定され得る。第１に、大きな未硬化の外板は重量が数千ポンドとなる可能性があるので、先行技術の手動での移送方法は実行できなくなる。第２に、大きな外板は、処理を誤ると皺が寄り易くなる可能性がある。第３に、粘着付与剤は、典型的には、複合材料の第１のプライをレイアップマンドレル工具にくっ付けるのに用いられる。結果として、当該材料は、外板を硬化工具に移送する時間になるとレイアップ工具から分離させるのが非常に難しくなる。第４に、どのような方法を用いても、外板のレイアップを妨げることができなくなる。第５に、どのような方法を用いても、レイアップマンドレルへの他のサブパネルの装着に影響を及ぼすことなく、バレルレイアップをサブパネルに切断し、サブパネルを個々に硬化工具に移送することが可能にならなければならない。言い換えれば、１つのパネルを分離することで、他のパネルを工具から脱落させてはならない。先行技術の方法は、典型的には、第１のパネルがレイアップマンドレルから取外されると他のサブパネルを保持することができなくなる。
【００３１】
この発明の一実施例は上述の問題に対処し、他の有意な利点を提供する。たとえば、この発明の一実施例は、パネルをマンドレル工具に保持しかつマンドレル工具から解放するための機構を提供する。当該機構は、レイアッププロセスを妨害しない薄型の真空シールを組込んでいる。一実施例では、単一のユニットとして作製され、個々のパネルに区分けされた大きな外板レイアップを容易に分離し、レイアップ外板に損傷を与えることなく、個々のパネルを、互いから独立して、レイアップ工具から複数の硬化工具に移送する方法が提供される。
【００３２】
たとえば、一実施例に従うと、マンドレル上において完全なバレル区画として胴体外板をレイアップし、当該外板を区画に切断し、当該区画を独立して雌型硬化工具に移送することにより、複合材料を配置する資本設備が、航空用平滑性の要件を満たしつつ、たとえばバレル区画のレイアップ部分に比べて極めて高速で作動することが可能となり、こうして、資本設備の効率を最大にし、機械類を追加する必要性を減らし、必要資本を減らし得る。一実施例では、レイダウン時間を減らすことによって資本設備の要件を低減させるだけでなく、製造コストを損なわずに空気力学的に滑らかな表面を有する外板を設けることもできる。複合材料を配置する資本設備は、シンシナティ・マシン（Cincinnati Machine）などの企業により一般に市販されているさまざまな種類の自動化されたテープおよびファイバ配置機器のいずれをも含み得る。このような自動化された配置機器は、たとえば、ファイバ配置ヘッドと、フラットテープ積層装置（ＦＴＬＭ）および輪郭テープ積層装置（ＣＴＬＭ）などの自動化されたテープ層とを含み得る。最近の開発例においては、複合ファイバおよびテープ配置はまた、複数ヘッド自動テープ積層およびファイバ配置機器を含み得る。たとえば、雄型マンドレル工具を用いて積層する複数ヘッド自動テープは、「大きなバレル区画構成要素を作製するための複数ヘッド自動複合積層機（“Multiple Head Automated Composite Laminating Machine For The Fabrication Of Large Barrel Section Components”）」と題され、上に参照されこの出願に援用される米国特許出願第１０／６４６，５０９号に開示される。
【００３３】
この発明の一実施例では、マンドレル工具のレイアップ面の上に引き伸ばされたナイロンフィルムなどの薄膜を用いる必要があるかもしれない。この薄膜は、真空の完全性を維持するようすべての側部上で封止され得る圧縮できない薄いブリーザによって裏打ちされてもよい。複数の膜が、別個の真空ゾーンを規定するよう同じ工具に個々に封止されてもよい。各々の真空ゾーンに真空を与えて、薄膜またはフィルムの各々を、皺を寄せずにレイアップ面へとぴんと引張り得る。たとえば樹脂含浸テープを含む複合積層材料であり得る外板が膜の上に配置され、パネルに切断されると、外板パネルは、膜の各々の下から真空が解放されて外板パネルを工具から分離できるようになるまで、工具に取付けられたままとなる可能性がある。複数の膜または別個の真空ゾーンの各々の下にある真空を個々に解放して、残りを工具にしっかりと保持しつつ当該積層板の個々の外板パネルまたは部分をそれぞれ取外すことを可能にし得る。
【００３４】
たとえば、完全なバレル区画が工具上に構築され、半分に切断され、半円筒形の硬化工具に移送するために一度に半分に分離され得る。非常に大きなバレル区画については、バレルをより多くのより小さなパネル、たとえば４分の１の区画のパネルまたはさらには３分の１の区画のパネルに切断し、これに応じて、たとえば４分の１の円筒形または３分の１の円筒形の硬化工具を用いることが望ましいだろう。この発明の実施例は、複合積層板が上に配置され得る共通のエッジを備えた、隣接する膜または真空ゾーンのための薄型の余分な真空シールを含む。余分なシールは、工具上に残っている部品が移送されるまで工具に取付けられたままとなることを確実にするために、部品移送ステップ中に真空シールの完全性を確保するのに必要とされる。コーキング材のビードに類似し得る従来の先行技術の真空バッグ封止方法は用いることができない。というのも、これらは、積層板レイダウン機器送出ヘッドを妨害したり、積層板に橋かけまたは皺をもたらしたりする隆起を表面に発生させるからである。先行技術の良く知られた真空封止方法とは対照的に、この発明の実施例は、レイアップ機器を妨害しないかまたは積層板の品質に悪影響を及ぼさない薄型の余分なシールを利用する。真空シールが薄型であるので、先行技術を用いても満足に達成することのできない、真空シールの上への積層外板材料の通常の配置が可能となる。
【００３５】
一実施例においては、外板が完成すると、個々のパネル、すなわち、各々の個々の真空ゾーンの上の外板の部分が工具上で切り離され得る。この切断では、外板が断片に、すなわち個々の部分に分離されるが、各部分の下にある個々の真空ゾーンの真空完全性は破壊されない。外板の移送に備えるために、硬化工具は、積層外板が当該硬化工具からほんの数インチだけ離れた状態で、レイアップマンドレルのすぐ下に配置される。次いで、適切なゾーンからのみ真空が解放される。外板の重量により、薄膜がマンドレル工具から引張られて自由にされ、外板の解放された部分が硬化工具に落とされる。他のゾーンにおける真空を維持することにより、他の部分がレイアップマンドレルに取付けられたままとなる。余分な真空シールを上述のとおり用いることにより、当該プロセスの制御を確保し、たとえばオペレータ安全性を向上させるために所期の外板部分だけを解放することを確実にすることが容易となる。当該プロセスは、すべての部分が硬化工具に移送されるまで繰返されてもよい。
【００３６】
ここで図面を参照すると、図１は、一実施例に従った、マンドレル工具１０４のレイアップ面１０２上における複合積層外板１００の例示的なレイアウト全体を示す。レイアップ面１０２はまた、マンドレル１０４上に形成されるべき部分の形状を規定し得るので形成面と称されてもよい。このため、たとえば、当該形成面は、本質的に、マンドレル１０４上に形成されるべき大きな胴体区画全体の形状に規定され得る。複合積層外板１００のレイアップは単一の完全なバレル区画において実行され得、その後、複合積層外板１００のパネルまたは区画としても記載され得る別個の部分１００ａおよび１００ｂに分割され得る。２つの真空ゾーン１０６および１０８は図１に図示のとおりに規定され得る。真空
ゾーンの数は、硬化させるために複合積層外板１００が分離されることが望ましい部分、たとえば部分１００ａおよび１００ｂなどの数に対応し得る。この数については、図１によって示される例では２つの真空ゾーンが用いられているが、たとえば３つ以上であってもよい。
【００３７】
図１において「真空ゾーンＡ」とも明示される第１の真空ゾーン１０６は、マンドレル工具１０４のレイアップ面１０２のほぼ半分を覆い得る。図１において「真空ゾーンＢ」と明示される第２の真空ゾーン１０８はまた、マンドレル工具１０４のレイアップ面１０２のほぼ半分または残りの部分を覆い得る。リベート１１０は、たとえば、マンドレル工具１０４のレイアップ面１０２と同一平面にあり得るプラスチック製または他の適切な材料のインローとして設けられてもよい。リベート１１０は、真空ゾーン１０６と真空ゾーン１０８との間を分離し得るかまたはその間に位置し得る。第２のリベート（図１には図示せず）は、マンドレルレイアップ面１０２の反対側に設けられ得、さらに、真空ゾーン１０８から真空ゾーン１０６を分離し得る。リベート１１０は使い捨て可能であり得、マンドレル工具１０４のレイアップ面１０２に損傷を与えることなくパネル分離線１１２に沿って複合積層外板１００を別個の部分１００ａおよび１００ｂに切断するのを助け得る。マンドレル工具１０４はまた、真空ゾーン１０６および１０８に真空または圧力の低下をもたらすための真空ポート１１４を含み得る。真空ゾーン１０６および１０８が独立した別個の真空ゾーンとして個々に封止され得るので、第１および第２の真空は、たとえば真空ポート１１４を介するかまたは、真空ゾーン１０６および１０８を覆うバッグまたは膜に適用された従来の真空継手を介して、個々に独立して各々の真空ゾーン１０６および１０８に与えられ、そこから解放され得る。
【００３８】
薄型の真空シール領域１１６は、図１において点線で識別される。薄型の真空シール領域１１６は、概して、図１に図示のとおり真空ゾーン１０６と真空ゾーン１０８との間のパネル分離線１１２の近傍に位置し得る。薄型の真空シール領域１１６は、上述のとおり、１つ以上の薄型の真空シールを含み得る。たとえば、図１に図示のとおり、真空ゾーン１０６の境界１１８と真空ゾーン１０８の境界１２０とにおける薄型の真空シールは、複合積層外板１００によって滑らかに、すなわち、たとえば積層板に橋かけまたは皺をもたらすことなく覆われ得る。隣接する真空ゾーンの境界、たとえば隣接する真空ゾーン１０６および１０８のそれぞれの境界１１８および１２０をパネル分離線１１２から少し離して分離することにより、図２により明らかに示されるように、隣接する真空ゾーン１０６および１０８の完全性を侵害することなくパネル分離線１１２に沿って安全に複合積層外板１００を切断することを可能にし得る。
【００３９】
薄型の真空シール領域１１６は、上述のとおり少し離して分離されていてもそれぞれの真空ゾーンが隣接しているならばここでは隣接するものとして参照される、薄型の余分な真空シールを備えた複数の別個の隣接する真空ゾーン、たとえば真空ゾーン１０６および１０８を含み得る。こうして、薄型の真空シール領域１１６は、薄型の隣接するシールを備えた複数の真空ゾーンを提供し得るが、その上では、自動化された材料配置プロセスにより、複合積層外板１００などの材料がマンドレル工具１０４のレイアップ面１０２上に配置され得、このため、複合積層外板１００などの完成したレイアップが、次に、部分１００ａおよび１００ｂなどのサブパネルに切断され、レイアップマンドレル工具１０４への他のサブパネルの装着に影響を及ぼさずに連続して、すなわち１つずつ、移送され得る。
【００４０】
従来の真空シールは、図１に図示のとおり、複合積層外板によって覆われるべきでない他の境界、たとえば真空ゾーン１０６の境界１２２および真空ゾーン１０８の境界１２４において形成され得る。
【００４１】
図２は、薄型の真空シール領域１１６における図１の断面２−２を示し、別個の個々の真空ゾーン１０６および１０８それぞれのために膜１３０および１３２をマンドレル工具１０４のレイアップ面１０２に対してそれぞれ封止する２つの独立した真空シール１２６および１２８の全体的な断面図を概略的に示す。図２に図示のとおり、リベート１１０は、当該リベート１１０が真空ゾーン１０６と真空ゾーン１０８との間にあり、真空ゾーン１０６がリベート１１０の一方側で規定され、真空ゾーン１０８がリベート１１０のもう一方側で規定されるように真空シール１２６と真空シール１２８との間におけるレイアップ面１０２に設けられ得る。また、図２に図示のとおり、パネル分離切断部１１２が、真空ゾーン１０６と真空ゾーン１０８との間における複合積層外板１００に設けられて、真空ゾーン１０６の上に複合積層外板１００の１つの部分１００ａと、真空ゾーン１０８の上に複合積層外板１００の別個の部分１００ｂとを作り出し得る。複合積層外板１００は、レイアップ面１０２に発生するいかなる損傷のリスクをも最小限にし、交換可能なリベートインサートであり得るリベート１１０へのいかなる損傷をも制限するために、たとえば解剖用鋸を用いてリベート１１０の上方で切断され得る。
【００４２】
図３は、たとえば真空シール１２６の構成のより詳細な概略図を示す。そのいずれの層も真空膜１３０とレイアップ面１０２との間の真空シールを形成するのに適切であり得るテープまたは接着剤の２つ以上の層が用いられ得るという意味で、真空シール１２６は余分な真空シールであり得る。余分な真空シール１２６は両面接着テープ１３４のプライを含み得る。たとえば、両面接着テープ１３４は、レイアップ面１０２および膜１３０に接着するのに適した２インチ幅の両面接着テープであり得る。両面接着テープ１３４は、たとえば約０．０１０インチの厚さであってもよい。膜１３０は、たとえば、複合材料を袋に入れる真空に好適であり得る薄いナイロンフィルムであってもよい。膜１３０は、たとえば約５ミルまたは０．００５インチの厚さであってもよい。好適な膜材料は、たとえばエアテック社（Airtec, Inc.）またはリッチモンド社（Richmond, Inc.）によって販売され得る。約１０ミルの厚さを有する膜１３０は、膜１３０のフィルムに皺を寄せないようにするのにより好適であり得る。真空ゾーン１０６などの真空ゾーンは、真空ゾーンの境界、たとえば真空ゾーン１０６の境界１１８において両面接着テープ１３４をレイアップ面１０２上に配置して当該レイアップ面１０２に貼付けることによって規定され得る。
【００４３】
ブリーザ１３６は、真空圧力下では比較的圧縮不可能な、たとえば通気性のあるベールフィルムであり得、両面接着テープ１３４によって形成される真空ゾーン１０６の境界１１８の内部において真空ゾーン１０６などの真空ゾーン内のレイアップ面１０２の上に配置され得る。ブリーザ１３６は、たとえば約０．００３インチの厚さであってもよい。ブリーザ１３６は、図２および図３においては明瞭にするために、面１０２に対して両面接着テープ１３４とは異なる高さに示されるが、当該ブリーザ１３６はレイアップ面１０２の上に配置されてもよく、両面接着テープ１３４が実際に面１０２と接触するとおりに面１０２と接触し得る。ブリーザ１３６のエッジ１３７は、両面接着テープ１３４のエッジ１３５と完全には整列しなくてもよいか、または当該エッジ１３５に接触しなくてもよい。実際には、エッジ１３７とエッジ１３５との間に１インチ以上の隙間があってもよい。ブリーザ１３６は、たとえば、医療用の布テープに類似し得、かつ面１０２上においてブリーザ１３６を接着するのに都合のよい間隔をあけて手作業で配置され得る通気性のある接着テープ（図示せず）の小さな区画によって、ブリーザ１３６を面１０２上に配置する間、適所に保持され得る。他の方法も利用可能であり、たとえば、ブリーザ１３６上において両面接着テープまたは糊の付いた裏打ちの小さな部分を用いることも可能である。ブリーザ１３６の目的は、たとえば真空シール１２６を含む、真空ゾーン１０６の境界１１８および１２２などの境界において真空シールによって形成される膜１３０とレイアップ面１０２との間にありブリーザ１３６を含む内部の空間に真空が与えられると真空ゾーン１０６のすべての部分が均一に排気され得、これにより、たとえば膜１３０における隆起または皺のエッジにおいて通気性のない面１０２を備えた通気性のない膜１３０を直接接
触させることによって空気が閉じ込められているポケットが形成され得ないことを確実にすることである。
【００４４】
膜１３０は、ブリーザ１３６の上に配置され得、たとえば真空ゾーン１０６上を覆い得る。膜１３０は、いかなる真空漏れをも防止するよう皺がよらないようにされるべきである膜１３０のエッジの下に両面接着テープ１３４がくるように、両面接着テープ１３４の露出された側に膜１３０を貼付ける両面接着テープ１３４の露出された側の上に配置され得る。両面接着テープ１３４の露出された側に膜１３０を貼付けることにより、膜１３０とレイアップ面１０２との間に真空シールが形成され得る。このように形成された真空シールは、余分な真空シール１２６などの複数段の余分な真空シールの第１のシール１３８であり得る。膜１３０は、第１のシール１３８のエッジ１３９までトリムバックされ得る。
【００４５】
第２の余分なシールは、シールテープ１４０が膜１３０のエッジ１３９を覆い、膜１３０とマンドレル工具１０４のレイアップ面１０２とに接着するように、たとえば約２インチ幅のマイラ（Mylar）（登録商標）タイプのテープであり得るシールテープ１４０を、膜１３０のエッジ１３９の上にわたりマンドレル工具１０４のレイアップ面１０２上に貼付けることによって形成され得る。こうして、真空シール１２６は、たとえば余分な真空シール１２６を形成する少なくとも２つのシールを含み得、１つのシールは両面接着テープ１３４によって形成され、もう１つの余分なシールはシールテープ１４０によって形成され得る。真空シール１２６および真空シール１２８などの隣接するシールは、膜１３０および膜１３２などの膜の真空完全性を損なわずに積層板１００を切断するのに十分な空間を与えるのに十分に分離されなければならない。その機能により積層板解放面１４２と称される追加のテープは、シールテープ１４０のエッジ１４１と余分な真空シール１２６との上に配置され、シールテープ１４０および真空シール１２６を覆って、必要に応じてマンドレル工具１０４のレイアップ面１０２から積層板１００を解放し得る。積層板解放面１４２は、たとえば、滑らかで非粘着の上面１４３を備えた６インチ〜８インチ幅のテフロン（登録商標）テープであってもよい。テフロン（登録商標）（Teflon）は登録商標であり、テフロン（登録商標）は、ここでは、化学組成、または組成物のファミリ、すなわちポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を指すよく知られた一般名として用いられる。
【００４６】
完成した真空シール１２６は、結果として、たとえば１ミリメートルまたは０．０４インチ未満であり得る非常に薄型の低断面１４４をもたらし得る。この低断面１４４は、自動化された複合積層機器が、妨害されることなく、複合積層材料に皺を寄せるまたは橋をかけることなく真空シール１２６を滑らかに越えることを可能にし得る。こうして、自動化された複合積層機器は、滑らかに、すなわち真空ゾーン１０６および真空ゾーン１０８上のレイアップ面１０２上において図２および図３に示されるように皺を寄せたり橋をかけたりするような異常なしに、たとえば複合積層外板１００をレイアップするのに用いられてもよい。複合積層外板１００は、膜１３０と余分な真空シール１２６および１２８の積層板解放面１４２と膜１３２との上に配置され、これらを滑らかに覆い得る。たとえば、真空ゾーン１０６および１０８のシールおよび真空完全性をテストするか、または、膜１３０および１３２がきつく引張り下ろされレイアップ面１０２上に保持されることを確実にするために、複合積層外板１００のレイアップ前に真空ゾーン１０６および１０８に真空が与えられ得る。真空は、膜１３０などの膜の下に、さらに、レイアップ面１０２を越えて真空ゾーン１０６などの各真空ゾーンの上述の内部空間に与えられて、真空ゾーン１０６におけるレイアップ面１０２に膜１３６を保持し得る。真空は、上述のとおり、他の真空ゾーンとは個別であり独立している各々の別個の真空ゾーンに与えられ得る。真空は、すべての真空ゾーンに同時に与えられ、各々の真空ゾーンから１つずつ解放され得る。
【００４７】
複合積層外板１００が完成すると、複合積層外板１００は、図４に示される硬化工具１４５ならびに図５Ａ〜図５Ｄに端面図で示される硬化工具１４６および１４７などの硬化工具への移送に備えて、部分１００ａおよび１００ｂなどのパネルまたは区画に切断され得る。上に参照されこの明細書中に援用される米国特許出願第１０／６４６，５０９号は、たとえば、雄型マンドレルレイアップ工具たとえばマンドレル工具１０４が複数ヘッド自動複合テープ積層機器から取外し可能であり、このため、当該マンドレル工具１０４が製造プロセスの１つの段階から別の段階へと移動可能であることを開示する。こうして、たとえば、マンドレル工具１０４は、複合積層外板１００をレイアップするのに用いられる複数ヘッドテープ積層機器から取外され得、図４に示されるケーブル１６４または滑車装置１６６などのケーブルによってオーバーヘッドガントリから吊るされながらも動かされたり位置決めされたりし得る。図４に示される硬化工具１４５などの硬化工具はまた、たとえば、複合積層外板１００を備えたマンドレル工具１０４が、図４に図示のとおり、複合積層外板１００を備えたマンドレル工具１０４を移動させることによって、または硬化工具１４５を移動させることによって、またはこれらの移動の何らかの組合せによって硬化工具１４５の上方に位置決めされ得るように移動可能であり得る。たとえば、硬化工具１４５には、トラック１７０上を通るよう配置され得るローラまたは車輪１６８が備え付けられてもよい。
【００４８】
こうして、部分１００ａおよび１００ｂなどのパネル区画に切断される複合積層外板１００を備えたマンドレル工具１０４は、図５Ａ〜図５Ｄにおいて端面図で示される硬化工具１４６および１４７などの硬化工具の近傍における位置に動かされてもよい。各々の硬化工具１４６および１４７は、複合積層外板１００の部分１００ａおよび１００ｂなどの一部の外側モールド線（ＯＭＬ）に備付けられ得る内面１４８を有し得、これにより、当該内面１４８は、各々の硬化工具１４６および１４７の空気面または空気力学的に滑らかな面を設けるよう外側モールド線を制御および規定し得る。こうして、硬化工具１４６および１４７は、上述のとおり航空用平滑性の要件に従って形成され得る複合積層外板１００の部分１００ａおよび１００ｂの外側モールド線を規定および制御し得る。たとえば、図５Ａおよび図５Ｂにおいては、内面１４８は部分１００ｂの外側モールド線（ＯＭＬ）に備付けられ得るが、図５Ｃおよび図５Ｄにおいては、内面１４８は部分１００ａのＯＭＬに備付けられ得る。
【００４９】
パネルを移送する前に、真空がすべてのバッグ、すなわち真空ゾーン１０６および１０８などのすべての真空ゾーンに与えられることが確実にされ得る。代替的には、複合積層外板１００を部分１００ａおよび１００ｂに切断する前に、真空ゾーン１０６および１０８などのすべての真空ゾーンに真空が与えられることが確実にされ得る。マンドレル工具１０４上の真空ゾーン１０６において膜１３０および部分１００ａをレイアップ面１０２に保持するために、各々の真空ゾーン、たとえば真空ゾーン１０６に真空が与えられ得る。一実施例を説明するのに用いられる例においては、真空ゾーン１０８において膜１３２および部分１００ｂをレイアップ面１０２に保持するために真空ゾーン１０８に真空が与えられてもよい。
【００５０】
複合積層外板１００は、個々の真空バッグまたは膜、たとえば膜１３０または膜１３２などに切断しないよう注意を払ってパネル分離切断部１１２などの所望の区域において未硬化の複合積層板を切断することによって切断され得る。複合積層外板１００は、たとえば、リベート１１０の近傍における未硬化の積層板を切断するための解剖用鋸のような鋸を用いて切断されてもよい。複合積層外板１００の未硬化の積層板材料の繊維がすべて確実に切断されなければならない。切断後、複合積層外板１００の部分１００ａおよび１００ｂは積層板解放面１４２から分離され得る。たとえば、積層板に皺を寄せないように注意を払って積層板解放面１４２のテフロン（登録商標）テープから積層板を外すのに楔が
用いられてもよい。複合積層外板１００は、所望の真空ゾーンの真空を解放するのに必要とされる場合に膜１３０または１３２などの膜に切れ目を入れることができるように十分に剥離され得る。
【００５１】
マンドレル工具１０４は、真空ゾーン１０６および１０８に与えられた真空によってレイアップ面１０２に保持された複合積層外板１００の部分１００ａおよび１００ｂを備えているが、図５Ａに図示のとおり、硬化工具１４６の上に持上げられ、ＯＭＬ内面１４８の数インチ上方に位置決めされる得る。マンドレル工具１０４は、図５Ａに図示のとおり、硬化工具１４６が凹状であるため、硬化工具１４６に挿入されると言える。マンドレル工具１０４は、真空ゾーン１０８および部分１００ｂが硬化工具１４６の上方に配置され、当該硬化工具１４６と整列するように方向付けされ得る。真空ゾーン１０８の境界１２４などの膜１３２の周辺エッジに沿って膜１３２を切断することにより（真空ゾーン１０６から真空を解放することなく）真空が真空ゾーン１０８から解放され得る。膜１３２はまた、真空ゾーン１０８の境界１２０などの長手方向の側部に沿って切断されてもよい。たとえば、長手の平たい棒に取付けられたナイフの刃を用いて区域に到達するのは難しいかもしれない。積層板が真空シールエッジ１２０および積層板解放面１４２から予め解放されているので、一方の側、たとえば部分１００ｂの側１５０がもう一方の側１５２よりも前に解放する場合、積層外板部分１００ｂ全体が膜１３２によって蝶番式に取付けられて下がり、このため、部分１００ｂが、側１５２上の膜１３２によって支持されてマンドレル工具１０４から吊らされ得る。部分１００ｂを解放するのに必要とされ得ることは、膜１３２のその支持区画を側１５２に沿って切断し、マンドレル工具１０４を持上げて外し得ることである。
【００５２】
真空ゾーン１０８から真空が解放されると、複合積層外板１００の部分１００ｂを硬化工具１４６に落とすことが可能となるが、部分１００ａは真空ゾーン１０６によってマンドレル工具１０４上にしっかりと固定されたままである。マンドレル工具１０４は、図５Ｂに図示のとおり硬化工具１４６から持上げられ得る。次に、部分１００ｂおよび硬化工具１４６は袋に入れられ、部分１００ｂを硬化させるためにオートクレーブに配置され得る。硬化後、部分１００ｂは硬化工具１４６から取外されて、部分１００ａに接合され得る。
【００５３】
マンドレル工具１０４は、真空ゾーン１０６に与えられた真空によってレイアップ面１０２に固定された複合積層外板１００の部分１００ａを備えており、硬化工具１４７の上に持上げられ得、そして、真空ゾーン１０６および部分１００ａが硬化工具１４７の上方に配置され、図５Ｃに図示のとおり硬化工具１４７のＯＭＬ内面１４８の数インチ上方に位置決めされるように方向付けされ得る。真空ゾーン１０６の境界１２２などの膜１３０の周辺エッジに沿って膜１３０を切断することにより、真空が真空ゾーン１０６から解放され得る。膜１３２はまた、真空ゾーン１０６の境界１１８などの長手方向の側部に沿って切断されてもよい。
【００５４】
真空が真空ゾーン１０６から解放されると、複合積層外板１００の部分１００ａを硬化工具１４７に落とすことが可能となり、マンドレル工具１０４は、図５Ｄに図示のとおり硬化工具１４７から持上げられ得る。次いで、部分１００ａおよび硬化工具１４７が袋に入れられ、部分１００ａを硬化させるためにオートクレーブに配置され得る。硬化後、部分１００ａは硬化工具１４７から取外され、部分１００ｂに接合されて、複合積層外板１００の形状をした完全なバレル区画の複合積層胴体外板を形成し得る。
【００５５】
図６Ａおよび図６Ｂは、マンドレル工具１０４の真空ポート１１４をより詳細に示す。図６Ａは、マンドレル工具１０４のレイアップ面１０２側から見た真空ポート１１４を示す。真空ポート１１４は、レイアップ面１０２の高さよりも下に窪み得る窪み区域１５４
を含み得る。真空ポート１１４は、レイアップ面１０２を通り、図６Ｂに示されるマンドレル工具１０４の内部１５８に至る開口部１５６を含み得る。図６Ｂは、マンドレル工具１０４の内部１５８から見た真空ポート１１４を示す。真空ポート１１４は、開口部１５６に接続されたホース取付具１６０を含み得る。ホース１６２はホース取付具１６０に取付けられ得、そして、真空が開口部１５６を介してレイアップ面１０２に与えられ得るように真空源（図示せず）に接続され得る。
【００５６】
上述のことがこの発明の好ましい実施例に関連し、その変形例が、この発明の精神および範囲から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲において述べられるとおりに作製され得ることが、当然、理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の一実施例に従って形成される複数の真空ゾーンおよび真空シールを備えた膜によって覆われる例示的なマンドレル工具の斜視図を示す図である。
【図２】この発明の一実施例に従って形成される複数の真空ゾーンおよび真空シールを備えた膜によって覆われる例示的なマンドレル工具の一部を、図１の線２−２に沿って示す断面図である。
【図３】図２に示される複数の真空ゾーンおよび真空シールを備えた膜を有する例示的なマンドレル工具の一部を、図２よりも詳細に示す断面図である。
【図４】この発明の実施例に従った、硬化工具の上方に位置決めされ、その上方に吊り下げられたマンドレル工具上の未硬化の複合積層板を示す斜視図である。
【図５Ａ】マンドレル工具から未硬化の複合積層板を解放し、硬化工具に移送するための、この発明の実施例に従ったステップを示す図である。
【図５Ｂ】マンドレル工具から未硬化の複合積層板を解放し、硬化工具に移送するための、この発明の実施例に従ったステップを示す図である。
【図５Ｃ】マンドレル工具から未硬化の複合積層板を解放し、硬化工具に移送するための、この発明の実施例に従ったステップを示す図である。
【図５Ｄ】マンドレル工具から未硬化の複合積層板を解放し、硬化工具に移送するための、この発明の実施例に従ったステップを示す図である。
【図６Ａ】この発明の実施例に従ったマンドレル工具における真空ポートを上方および下方からそれぞれ示した斜視図である。
【図６Ｂ】この発明の実施例に従ったマンドレル工具における真空ポートを上方および下方からそれぞれ示した斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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