(57)【要約】【課題】フィラメントネットワークを使用して複合積層体の厚さ方向強度を高めるための方法および装置を提供する。【解決手段】複合構造体を形成するための方法および装置。装置は繊維層を備える。繊維層は、複数の繊維束と、所定数のフィラー部とを備える。複数の繊維束は、複数の繊維束間に所定数の空間を有する。所定数のフィラーは、複数の繊維束間の所定数の空間をほぼ満たす不連続フィラメントから構成される。【選択図】図１
2015182464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維層を備える装置であって、該繊維層は、
複数の繊維束であって、これらの複数の繊維束間に所定数の空間を有する、複数の繊維束と、
前記複数の繊維束間の前記所定数の空間をほぼ満たす不連続フィラメントから構成される所定数のフィラー部と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記繊維層は、補強レイアップを形成するためにレイアップされる所定数の繊維層のうちの１つであり、前記装置は、前記所定数の繊維層内に注入される樹脂を更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
不連続フィラメントから構成されるとともに前記所定数の繊維層間に位置付けられる所定数の層間フィラー部を更に備える請求項２に記載の装置。
【請求項４】
不連続フィラメントから構成されるとともに前記所定数の繊維層の周囲に位置付けられる所定数の外側フィラー部を更に備える請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記所定数のフィラー部は、前記補強レイアップにおけるフィラメントネットワークの一部を形成する請求項２から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記フィラメントネットワークは、樹脂または空気のうちの少なくとも一方が流れるようにする開放空間を与える請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記フィラメントネットワークは、空気、望ましくないガス、または、過剰な水分のうちの少なくとも１つを除去できるようにする開放空間を与える請求項５または請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記所定数のフィラー部を形成するべく前記複数の繊維束に対して位置付けられる所定数のフィラメント層を更に備え、前記所定数のフィラメント層における１つのフィラメント層は、不織マット、ベール、ウェブ、シート、および、テープのうちの１つから選択される請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記所定数のフィラー部が結合材料を更に備え、前記結合材料は、該結合材料に加えられるべき熱、圧力、または、化学反応のうちの少なくとも１つに応じて、前記不連続フィラメントを一括保持する、前記所定数のフィラー部を前記複数の繊維束に対して保持する、および、前記複数の繊維束を一括保持するように構成される請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
複合構造体を形成するための方法であって、
不連続フィラメントから構成される所定数のフィラメント層を複数の繊維束に対して位置させて、前記複数の繊維束間の所定数の空間をほぼ満たす所定数のフィラー部を有する繊維層を形成するステップと、
前記繊維層を使用して複合構造体のための補強レイアップを形成するステップと、
を備える方法。
【請求項１１】
前記複数の繊維束と前記所定数のフィラメント層とを使用して前記繊維層を形成する前記ステップは、
前記フィラメント層がＳ字形状を成すようにフィラメント層を繊維束に対して位置させるステップを備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の繊維束と前記所定数のフィラメント層とを使用して前記繊維層を形成する前記ステップは、
前記フィラメント層が前記繊維束の外面の全体を覆う、あるいは、前記フィラメント層が前記繊維束の外面の露出部を残す、のうちの少なくとも一方が成されるように、前記複数の繊維束における１つの繊維束の外面の周囲に前記所定数のフィラメント層における１つのフィラメント層を巻き付けるステップを備える請求項１０または請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の繊維束と前記所定数のフィラメント層とを使用して前記繊維層を形成する前記ステップは、
前記複数の繊維束における１つの繊維束の外面の周囲に前記所定数のフィラメント層における１つのフィラメント層を巻き付けるステップと、
挟圧部を形成するために、前記繊維束の１つの側面で、前記フィラメント層の第１の端部と第２の端部とを一緒に挟圧するステップと、
を備える請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の繊維束と前記所定数のフィラメント層とを使用して前記繊維層を形成する前記ステップは、
重合部を形成するために前記フィラメント層の第１の端部と第２の端部とが前記繊維束の１つの側面で重なり合うように、前記複数の繊維束における１つの繊維束の外面の周囲に前記所定数のフィラメント層における１つのフィラメント層を巻き付けるステップを備える請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の繊維束と前記所定数のフィラメント層とを使用して前記繊維層を形成する前記ステップは、
前記複数の繊維束における１つの繊維束の第１の側面に対して前記所定数のフィラメント層における第１のフィラメント層を位置させるステップと、
前記繊維束の第２の側面に対して前記所定数のフィラメント層における第２のフィラメント層を位置させるステップと、
前記第１のフィラメント層の第１の端部と前記第２のフィラメント層の第１の端部とを一緒に挟圧して第１の挟圧部を形成するとともに、前記第１のフィラメント層の第２の端部と前記第２のフィラメント層の第２の端部とを一緒に挟圧して第２の挟圧部を形成するステップと、
を備える請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に複合構造体に関し、特に複合積層体に関する。更にとりわけ、本開示は、フィラメントネットワーク（ｆｉｌａｍｅｎｔ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を使用して複合積層体の厚さ方向強度を高めるための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複合積層体は、プライまたは薄層とも称される１つ以上の複合層によって形成される。各複合層は補強材料とマトリクス材料とを含む。補強材料は例えば繊維の形態を成してもよく、これらの繊維は、複合層を単向性にするために単一の方向に向けられてもよく、あるいは、複合層を双方向性にするために２つの方向に向けられてもよい。マトリクス材料は、例えば樹脂の形態を成してもよい。
【０００３】
プリフォームと称されてもよい補強レイアップを形成するために、繊維束が層状にレイアップされてもよい。プリフォームは、取り扱いのために部分的に硬化されてしまった樹脂が繊維束に予め含浸されるときには湿潤プリフォームと称されてもよく、あるいは、樹脂が存在しないときには乾燥プリフォームと称されてもよい。樹脂は、一体型プリフォームを形成するためにプリフォームの繊維束間の空間内に注入される。一体型プリフォームは、部分硬化複合積層体を形成するために部分的に硬化されてもよく、あるいは、完全硬化複合積層体を形成するために完全に硬化されてもよい。炭素繊維強化高分子（ＣＦＲＰ）積層体が複合積層体の１つのタイプの一例である。
【０００４】
あるケースでは、望ましくない不整合が複合積層体中に生み出される場合がある。望ましくない不整合は、選択された許容範囲から外れるあるいは不整合に関する任意の選択された閾値を超える不整合である。望ましくない不整合は、例えば、亀裂、熱的に誘導される亀裂、切り欠き、剥離、または、選択された許容範囲から外れる任意の他のタイプの不整合の形態を成す場合がある。
【０００５】
依然として選択された許容範囲内で機能しつつ、望ましくない不整合の存在下でエネルギーを吸収できる複合積層体の能力は、一般に複合積層体の切り欠き靱性（ｎｏｔｃｈ  ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）と称される。繊維間および繊維の周囲に依然として樹脂を効果的に注入できるようにしつつ複合積層体の切り欠き靱性を高めることは、望まれるよりも困難な場合がある。複合積層体の切り欠き靱性を高めるための幾つかの現在利用できる方法は、他の領域では複合積層体の性能を低下させる場合がある。
【０００６】
例えば、１つの現在利用できる解決策は、複合積層体における複合層の各対間で不連続繊維のシートをレイアップすることを含む。しかしながら、このタイプの解決策は、複合積層体の切り欠き靱性を高めるが、望ましくない不整合の形成に対する複合積層体の抵抗を低下させる。
【０００７】
他の現在利用できる解決策は、ｚ−ピニング（Ｚ−ｐｉｎｎｉｎｇ）、ステッチング、および、タフティングを含む。ｚ−ピニングは、ピンを補強レイアップまたは未硬化プリフォームを貫いてｚ方向に押し進めることを含む。ステッチングおよびタフティングは、繊維を補強レイアップまたは未硬化プリフォームにｚ方向で通すことを含む。しかしながら、これらのタイプの解決策は、望ましくない不整合の形成に対する複合積層体の抵抗を依然として低下させる場合があり、繊維に対して望ましくない影響を引き起こす場合があり、および、使用され得るピンまたは糸のサイズおよび位置決めを制限する場合がある。したがって、前述した問題および他の想定し得る問題の少なくとも一部を考慮に入れる方法および装置を有することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの例示的な実施形態では、装置が繊維層を備える。繊維層は、複数の繊維束と、所定数のフィラー部とを備える。複数の繊維束は、複数の繊維束間に所定数の空間を有する。所定数のフィラー部は、複数の繊維束間の所定数の空間をほぼ満たす不連続フィラメントから構成される。
【０００９】
他の例示的な実施形態において、複合構造体は、所定数の繊維層と、所定数の繊維層と関連付けられるフィラメントネットワークと、樹脂とを備える。所定数の繊維層におけるそれぞれの繊維層は複数の繊維束を含み、該繊維束は、複数の繊維束間に所定数の空間を有する。フィラメントネットワークは、複合構造体の切り欠き靱性と、多くの望ましくない不整合に対する複合構造体の抵抗とを高めるように構成される。フィラメントネットワークは、所定数の繊維層のそれぞれにおける複数の繊維束間の所定数の空間を満たす所定数のフィラー部を備える。所定数のフィラー部における１つのフィラー部は、複数の不連続フィラメントと、結合材料とを備える。結合材料は、複数の不連続フィラメントを一括して保持するように構成される。結合材料は、複数の不連続フィラメントを複数の繊維束のうちの少なくとも１つに対して結合するように更に構成される。樹脂は、所定数の繊維層と、所定数の繊維層に関連付けられるフィラメントネットワークとを互いに結合する。
【００１０】
更なる他の例示的な実施形態では、複合構造体を形成するための方法が提供される。不連続フィラメントから構成される所定数のフィラメント層は、複数の繊維束間の所定数の空間をほぼ満たす所定数のフィラー部を有する繊維層を形成するために複数の繊維束に対して位置付けられる。複合構造体のために繊維層を使用して補強レイアップが形成される。
【００１１】
以下の説明および図面に関連して更なる詳細が分かる特徴および機能は、本開示の様々な実施形態で独立に得ることができ、あるいは、更なる他の実施形態で組み合わされてもよい。
【００１２】
更に、本開示は、以下の項に係る実施形態を備える。
【００１３】
項１．複合構造体において、所定数の繊維層であって、所定数の繊維層における各繊維層が複数の繊維束を含み、該繊維束がこれらの複数の繊維束間に所定数の空間を有する、所定数の繊維層と、所定数の繊維層と関連付けられるとともに、複合構造体の切り欠き靱性と多くの望ましくない不整合に対する複合構造体の抵抗とを高めるように構成される、フィラメントネットワークと、所定数の繊維層と所定数の繊維層に関連付けられるフィラメントネットワークとを互いに結合する樹脂と、を備える複合構造体。
【００１４】
項２．フィラメントネットワークは、所定数の繊維層のそれぞれにおける複数の繊維束間の所定数の空間を満たす所定数のフィラー部を備え、所定数のフィラー部における１つのフィラー部は、複数の不連続フィラメントと、結合材料とを備え、結合材料は、複数の不連続フィラメントを一括保持するとともに、複数の不連続フィラメントを複数の繊維束のうちの少なくとも１つに対して結合するように構成される項１の複合構造体。
【００１５】
項３．複合構造体は、完全に硬化された複合構造体、部分的に硬化された複合構造体、および、硬化されない複合構造体のうちの１つである項２の複合構造体。
【００１６】
例示的な実施形態の特徴であると信じられる新規な特徴的構成が添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、例示的な実施形態、および、使用の好ましい態様、更なる目的、および、その特徴は、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を参照することにより、添付図面と併せて読むと、最も良く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】例示的な実施形態に係るブロック図の形態を成す製造環境の例図である。
【図２】例示的な実施形態に係る補強レイアップの一部の例図である。
【図３】例示的な実施形態に係る補強レイアップの一部が除去された補強レイアップの切断図の例示である。
【図４】例示的な実施形態に係る補強レイアップの側面図の例示である。
【図５】例示的な実施形態に係る繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例図である。
【図６】例示的な実施形態に係る繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例図である。
【図７】例示的な実施形態に係る繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例図である。
【図８】例示的な実施形態に係る繊維束に対して位置付けられる２つのフィラメント層の例図である。
【図９】例示的な実施形態に係る繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例図である。
【図１０】例示的な実施形態に係る繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例図である。
【図１１】例示的な実施形態に係る繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例図である。
【図１２】例示的な実施形態に係るフィラメント層における想定し得る構成の例図である。
【図１３】例示的な実施形態に係る複合構造体を形成するためのプロセスのフローチャートの形態の例図である。
【図１４】例示的な実施形態に係る補強レイアップを形成するためのプロセスのフローチャートの形態の例図である。
【図１５】例示的な実施形態に係る航空機の製造および保守点検方法のブロック図の形態の例図である。
【図１６】例示的な実施形態が実施されてもよいブロック図の形態の航空機の例図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
例示的な実施形態は、異なる検討材料を認識して考慮に入れる。例えば、例示的な実施形態は、望ましくない不整合の形成および増進（ｇｒｏｗｔｈ）に対する抵抗の少なくとも望ましいレベルも維持しつつ、複合積層体の切り欠き靱性を高めるための方法および装置を有することが望ましい場合があることを認識して考慮に入れる。特に、例示的な実施形態は、依然として樹脂を複合積層体のための補強レイアップ中に効果的に注入できるようにしつつ、複合積層体の切り欠き靱性を高めることが望ましい場合があることを認識して考慮に入れる。
【００１９】
したがって、例示的な実施形態は、所望レベルの容易さを伴って樹脂をレイアップ中に注入できるようにするとともに、補強レイアップを使用して形成される複合積層体の切り欠き靱性を高める、複合積層体のための補強レイアップを形成するための方法および装置を提供する。１つの例示的な例では、補強レイアップを形成するために所定数の繊維層がレイアップされる。所定数の繊維層における各繊維層が複数の繊維束を含んでもよく、これらの複数の繊維束は、複数の繊維束とフィラメントフィルタとの間に所定数の空間を有し、フィラメントフィルタは、複数の繊維束間の所定数の空間を満たす不連続フィラメントから構成される。樹脂は、未硬化プリフォームを形成するために補強レイアップ中へ注入されてもよい。未硬化プリフォームは、その後、複合積層体を形成するために硬化されてもよい。
【００２０】
ここで、図を参照すると、特に図１を参照すると、製造環境の例図が例示的な実施形態にしたがってブロック図の形態で描かれる。この例示的な例において、製造環境１００は、複合構造体１０２が製造されてもよい環境の一例である。この例示的な例では、複合構造体１０２が複合積層体１０４の形態を成す。
【００２１】
図示のように、複合構造体１０２は、樹脂１０８を補強レイアップ１０６と一体化することによって形成される。補強レイアップ１０６がプリフォームと称されてもよい。本明細書中で使用されるような、樹脂１０８と補強レイアップ１０６との「一体化」とは、樹脂１０８を補強レイアップ１０６中に位置させることを意味する。この一体化は、例えば、制限なく、補強レイアップ１０６に樹脂１０８を注入することにより、樹脂１０８を補強レイアップ１０６中へ射出することにより、補強レイアップ１０６を樹脂１０８で飽和させることにより、樹脂１０８と補強レイアップ１０６とを混合させることにより、樹脂１０８に補強レイアップ１０６を含浸することにより、または、これらのいずれかの組み合わせにより行われてもよい。
【００２２】
この例示的な例では、補強レイアップ１０６に樹脂１０８が注入される。樹脂１０８は少なくとも１つの高分子から構成される。例えば、樹脂１０８は、熱硬化性高分子、熱可塑性高分子、または、任意の他のタイプの高分子のうちの少なくとも１つから構成される高分子樹脂であってもよい。
【００２３】
本明細書中で使用される表現「のうちの少なくとも１つ」は、項目のリストと共に使用されるときには、リストアップされた項目のうちの１つ以上の異なる組み合わせが使用されてもよく、また、リスト中の項目のうちの１つだけが必要とされてもよいことを意味する。項目は、特定の物体、物事、行為、プロセス、または、カテゴリーであってもよい。言い換えると、「のうちの少なくとも１つ」とは、複数の項目または多くの項目の任意の組み合わせがリストから使用されてもよいが、リスト中の項目の全てが必要とされなくてもよいことを意味する。
【００２４】
例えば、「項目Ａ、項目Ｂ、および、項目Ｃのうちの少なくとも１つ」とは、項目Ａ；項目Ａおよび項目Ｂ；項目Ｂ；項目Ａ、項目Ｂ、および、項目Ｃ；または、項目Ｂおよび項目Ｃを意味してもよい。ある場合には、「項目Ａ、項目Ｂ、および、項目Ｃのうちの少なくとも１つ」とは、例えば、制限なく、２個の項目Ａ、１個の項目Ｂ、および、１０個の項目Ｃ；４個の項目Ｂおよび７個の項目Ｃ；または、任意の他の適した組み合わせを意味してもよい。
【００２５】
補強レイアップ１０６中への樹脂１０８の注入は複合構造体１０２を形成し、該複合構造体１０２は、その後、実施に応じて、未硬化のままであってもよく、部分的に硬化されてもよく、完全に硬化されてもよい。この複合構造体１０２は一体型プリフォームと称されてもよい。複合構造体１０２は、未硬化のままのとき、一体型プリフォームまたは未硬化複合構造体と称されてもよい。一体型プリフォームは、部分硬化複合構造体の形態を成すべく部分的に硬化されてもよい。この部分的な硬化は、複合構造体のより容易な輸送および取り扱いを可能にするために行われてもよい。一体型プリフォームは、完全硬化複合構造体の形態を成すべく完全に硬化されてもよい。
【００２６】
この例示的な例において、補強レイアップ１０６は、共に合わさって所定数の繊維層１１２を形成する繊維束１０７およびフィラメントネットワーク１１０を含む。本明細書中で使用される「所定数の」項目は、１つ以上の項目を含んでもよい。この態様では、所定数の繊維層１１２が１つ以上の層を含んでもよい。
【００２７】
フィラメントネットワーク１１０は、不連続フィラメント１１１および結合材料１１３から構成される。不連続フィラメント１１１は、複合構造体１０２の全長または全幅にわたって延伸しない繊維であってもよい。不連続フィラメント１１１は、異なるサイズ、異なる直径、異なる断面形状、異なるタイプ、または、それらのいずれかの組み合わせのうちの少なくとも１つのフィラメントを含んでもよい。不連続フィラメント１１１は、炭素繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊維、ポリエーテルケトン繊維、ポリエステル繊維、ポリエーテルスルホン繊維、ポリイミド繊維、ポリウレタン繊維、または、他のタイプの繊維のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【００２８】
また、この例示的な例において、不連続フィラメント１１１は、互いに対してランダムな方向性を有してもよい。しかしながら、他の例示的な例では、不連続フィラメント１１１が互いに対してランダムに方向付けられなくてもよい。
【００２９】
結合材料１１３は、フィラメントネットワーク１１０を繊維束１０７に結合するとともに繊維束１０７同士を結合するように構成される。結合材料１１３は、結合材料１１３に加えられるべき熱、圧力、または、化学反応のうちの少なくとも１つに応じて不連続フィラメント１１１を一括保持するように構成される。結合材料１１３は、取り扱い中に不連続フィラメント１１１を一括保持する。
【００３０】
結合材料１１３は多くの異なる形態をとることができる。例えば、結合材料１１３は、熱硬化性材料、熱可塑性材料、または、任意の他のタイプの結合材料のうちの少なくとも１つから構成されてもよい。また、結合材料１１３は、実施に応じて、ビード、ネジ、テープ片、または、任意の他の形態のうちの少なくとも１つから選択される形態で実施されてもよい。
【００３１】
繊維層１１４は、所定数の繊維層１１２のうちの１つの一例である。繊維層１１４は複数の繊維束１１６を含み、複数の繊維束１１６は、これらの複数の繊維束１１６間に所定数の空間１１８を有する。この例示的な例において、複数の繊維束１１６における１つの繊維束は、互いに対して略平行に延びるねじられない一群の繊維である。複数の繊維束１１６における１つの繊維束を形成する繊維は、連続繊維であってもよい。本明細書中で使用される「連続繊維」は、複合構造体１０２のほぼ全長またはほぼ全幅にわたって延伸する長繊維であってもよい。
【００３２】
複数の繊維束１１６における１つの繊維束は、実施に応じて、トウ、リボン、または、テープ片のうちの少なくとも１つから選択されてもよい。ある場合には、繊維束が一方向性トウとして実施されてもよい。実施に応じて、複数の繊維束１１６は、同じタイプまたは異なるタイプの繊維束を含んでもよい。他の例示的な例において、繊維束は、ねじられた一群の繊維、編んだ一群の繊維、または、任意の他のタイプの一群の繊維であってもよい。
【００３３】
この例示的な例において、複数の繊維束１１６における１つの繊維束内の連続繊維の密度は、繊維束の空隙率が選択された閾値を下回るように十分に高い。この選択された閾値は、樹脂１０８に関する繊維束の透過性が選択された閾値を下回るように選択されてもよい。
【００３４】
本明細書中で使用される項目の「空隙率」は、開放空間が項目内にどのくらい存在するのかについての指標である。開放空間は、例えば、制限なく、開口、空隙、隙間、または、任意の他のタイプの開放空間の形態を成してもよい。また、本明細書中で使用される項目の「透過性」は、流体が、これらの例示的な例では樹脂１０８が項目を貫いて移動できる容易さの指標であってもよい。一般に、空隙率の増大は、透過性の増大をもたらす。
【００３５】
この例示的な例では、複数の繊維束１１６のそれぞれの空隙率および透過性が低くてもよい。特に、複数の繊維束１１６における１つの繊維束の透過性は、樹脂１０８が補強レイアップ１０６内に注入されるときに樹脂１０８が複数の繊維束１１６における１つの繊維束を貫いて非常にゆっくりと透過するあるいは流れるように十分に低くてもよい。
【００３６】
他の例示的な例において、複数の繊維束１１６のうちの１つ以上には、樹脂１０８と同じタイプまたは異なるタイプである樹脂が予め含浸されてもよい。複数の繊維束１１６に樹脂が予め含浸されるときには、補強レイアップ１０６が湿潤プリフォームと称されてもよい。複数の繊維束１１６に樹脂が予め含浸されないときには、補強レイアップ１０６が乾燥プリフォームと称されてもよい。
【００３７】
複数の繊維束１１６は、複数の繊維束１１６が互いに対して略平行に延びるとともに複数の繊維束１１６間に所定数の空間１１８を有するように配置されてもよい。１つの例示的な例において、複数の繊維束１１６内の繊維は、例えば、制限なく、炭素繊維、ガラス繊維、ホウ素繊維、他のタイプの繊維、または、これらのいずれかの組み合わせを含む。
【００３８】
繊維層１１４は、複数の繊維束１１６間の所定数の空間１１８を実質的に満たすフィラメントネットワーク１１０の所定数のフィラー部１２０も含む。本明細書中で使用される所定数のフィラー部１２０における１つのフィラー部は、フィラメントネットワーク１１０の一部である。
【００３９】
フィラメントネットワーク１１０を形成するために、所定数の繊維層１１２における各繊維層内の複数の繊維束に対して複数のフィラメント層１２１が位置付けられる。特に、複数のフィラメント層１２１は、所定数の繊維層１１２における各繊維層内の複数の繊維束に対して、および、所定数の繊維層１１２のそれぞれにおける複数の繊維束間の所定数の空間を満たす所定数のフィラー部に対して位置付けられる。
【００４０】
例えば、複数のフィラメント層１２１における所定数のフィラメント層１２２は、所定数の繊維層１１２のうちの少なくとも１つを形成するために使用されてもよい。例えば、所定数のフィラメント層１２２は、繊維層１１４を形成するために、複数の繊維束１１６に対して位置付けられてもよい。所定数のフィラー部１２０のそれぞれは、所定数のフィラメント層１２２における１つ以上のフィラメント層の１つ以上の部分によって形成される。１つの例示的な例において、１つのフィラメント層の１つの部分は、所定数のフィラー部１２０のうちの１つのフィラー部を形成するために使用される。他の例示的な例において、２つの異なるフィラメント層の一部分は、所定数のフィラー部１２０のうちの１つのフィラー部を形成するために使用されてもよい。
【００４１】
フィラメント層１２４は、所定数のフィラメント層１２２のうちの１つの一例である。フィラメント層１２４は、ベール、不織マット、ウェブ、シート、テープ、または、任意の他のタイプの一群の不連続フィラメントのうちの少なくとも１つとして実施されてもよい。
【００４２】
フィラメント層１２４などの複数のフィラメント層１２１における１つのフィラメント層中の不連続フィラメントの密度は、複数の繊維束１１６における１つの繊維束内の連続繊維の密度よりも低い。特に、複数のフィラメント層１２１内の不連続フィラメントの密度は、複数のフィラメント層１２１のそれぞれの空隙率が選択された閾値を上回るように十分に低い。
【００４３】
この選択された閾値は、樹脂１０８に関する複数のフィラメント層１２１のそれぞれの透過性が選択された閾値を上回るように選択されてもよい。特に、この例示的な例において、複数のフィラメント層１２１のそれぞれは、樹脂１０８が補強レイアップ１０６内に注入されるときに樹脂１０８がフィラメント層を貫いて透過できるあるいは流れることができるようにするべく十分に高い透過性を有してもよい。
【００４４】
複数のフィラメント層１２１の空隙率は、樹脂１０８などの流体が流れてもよい開放空間を与えてもよい。また、他のタイプの流体が複数のフィラメント層１２１内の開放空間を通じて流れることを許容されてもよい。例えば、空気およびガスが複数のフィラメント層１２１を通じて透過することを許容されてもよい。更に、ある場合には、これらの開放空間は、空気、望ましくないガス、または、過剰な水分のうちの少なくとも１つを補強レイアップ１０６から除去するために使用されてもよい。
【００４５】
１つの例示的な例において、フィラメント層１２４は、フィラメント層１２４が繊維束の外面の全体を覆うように複数の繊維束１１６における１つの繊維束の周囲に巻き付けられてもよい。このプロセスは、複数の繊維束１１６におけるそれぞれの繊維束ごとに繰り返されてもよい。言い換えると、所定数のフィラメント層１２２における１つのフィラメント層は、複数の繊維束１１６のそれぞれの周囲に巻き付けられてもよい。複数の繊維束１１６は、その後、繊維層１１４が形成されるように互いに対して配置される。
【００４６】
１つの例示的な例において、複数の繊維束１１６は、複数の繊維束１１６における繊維束が互いに略平行に延びるように配置される。この例において、所定数のフィラー部１２０のそれぞれは、所定数のフィラメント層１２２における第１のフィラメント層の第１の部分と、所定数のフィラメント層１２２における第２のフィラメント層の第２の部分とによって形成される。無論、他の例示的例において、所定数のフィラメント層１２２は、他の方法で繊維層１１４を形成するために使用されてもよい。
【００４７】
この例示的な例において、所定数の繊維層１１２のそれぞれは、所定数の繊維層１１２のそれぞれがフィラメントネットワーク１１０の所定数のフィラー部により満たされる所定数の空間を複数の繊維束間に有する複数の繊維束を含むように、繊維層１１４と同様な態様で形成される。
【００４８】
所定数の繊維層１１２は、その後、補強レイアップ１０６を形成するべくレイアップされる。言い換えると、所定数の繊維層１１２における繊維層は、例えば、制限なく、補強レイアップ１０６を形成するために、互いに上下または並列のうちの少なくとも一方で積み重ねられる。補強レイアップ１０６の形成時には、フィラメントネットワーク１１０が形成される。特に、複数のフィラメント層１２１は、フィラメントネットワーク１１０が、所定数の繊維層１１２のそれぞれにおける複数の繊維束間の所定数の空間内の所定数のフィラー部に加えて、所定数の層間フィラー部１２６と所定数の外側フィラー部１３０とを含むように、所定数の繊維層１１２のそれぞれにおける複数の繊維束に対して位置付けられてもよい。
【００４９】
所定数の層間フィラー部１２６は、所定数の繊維層１１２間の所定数の層間空間１２８をほぼ満たす。所定数の外側フィラー部１３０は、所定数の繊維層１１２の周囲の所定数の外側空間１３２をほぼ満たす。この例示的な例において、フィラメントネットワーク１１０は、所定数の繊維層１１２のそれぞれにおける所定数のフィラー部、所定数の層間フィラー部１２６、および、所定数の外側フィラー部１３０を含む。フィラメントネットワーク１１０は、三次元フィラメントネットワーク１３４の形態を成してもよい。
【００５０】
補強レイアップ１０６が形成された時点で、補強レイアップ１０６は、結合材料１１３がフィラメントネットワーク１１０を繊維束１０７に結合するように、結合材料１１３が繊維束１０７を互いに結合するように、および、結合材料１１３が所定数の繊維層１１２を互いに結合するように硬化される。フィラメントネットワーク１１０の三次元性は、補強レイアップ１０６を三次元で強化する。
【００５１】
樹脂１０８は、該樹脂１０８が複合構造体１０２を形成するためにフィラメントネットワーク１１０の開放空間を満たすように、補強レイアップ１０６内に注入されてもよい。これらの開放空間は、複数のフィラメント層１２１内の開放空間である。また、実施に応じて、樹脂１０８は、補強レイアップ１０６における各繊維束内の任意の空間を満たしてもよい。
【００５２】
フィラメントネットワーク１１０は、複合構造体１０２の切り欠き靱性１３８、１つ以上のタイプの望ましくない不整合に対する複合構造体１０２の抵抗１４０、または、これらの両方を高めてもよい。切り欠き靱性１３８は、１つ以上の望ましくない不整合の存在下でエネルギーを吸収できる複合構造体１０２の能力である。例えば、フィラメントネットワーク１１０は、剥離、亀裂、微小亀裂、および、他のタイプの望ましくない不整合に関して複合構造体１０２の切り欠き靱性１３８を高めてもよい。
【００５３】
１つの例示的な例において、フィラメントネットワーク１１０の不連続フィラメント１１１は、望ましくない不整合に対する抵抗１４０の少なくとも望ましいレベルも維持しつつ、複合構造体１０２を強化する。抵抗１４０は、１つ以上のタイプの望ましくない不整合の形成、増進、または、これらの両方を防止できる複合構造体１０２の能力である。フィラメントネットワーク１１０は、望ましくない不整合の増進を減少させるあるいは防止するのに役立ってもよい。望ましくない不整合の増進の減少または防止は、複合構造体１０２の望ましい場合よりも大きい面積に影響を及ぼすことを減少させあるいは防止してもよい。
【００５４】
１つの例示的な例では、複合構造体１０２が略平面であるときに、抵抗１４０は、望ましくない不整合によって影響される複合構造体１０２のｘ−ｙ平面に関する複合構造体１０２の面積のサイズが望ましい場合よりも増大しないように高められてもよい。
【００５５】
図１における製造環境１００の例示は、例示的な実施形態が実施されてもよい態様に対する物理的制限または構造上の制限を示唆するように意図されていない。例示された構成要素に加えてあるいは代えて他の構成要素が使用されてもよい。幾つかの構成要素が随意的であってもよい。また、幾つかの機能的な構成要素を例示するためにブロックが与えられる。これらのブロックのうちの１つ以上は、例示的な実施形態において実施されるときに、組み合わされてもよく、分けられてもよく、あるいは、組み合わされて異なるブロックへと分けられてもよい。
【００５６】
例えば、ある場合には、フィラメントネットワーク１１０は、所定数の層間フィラー部１２６と、所定数の繊維層１１２のそれぞれにおける所定数のフィラー部とを含むだけでもよい。幾つかの例示的な例において、フィラメントネットワーク１１０は、切り欠き靱性１３８および抵抗１４０に加えて複合構造体１０２の他の機械的特性を向上させるように構成されてもよい。
【００５７】
ここで、図２を参照すると、補強レイアップの一部の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例において、補強レイアップ２００は、図１における補強レイアップ１０６のための１つの実施の例である。
【００５８】
図示のように、補強レイアップ２００は、所定数の繊維層２０２と、フィラメントネットワーク２０３とを含む。所定数の繊維層２０２およびフィラメントネットワーク２０３は、図１における所定数の繊維層１１２およびフィラメントネットワーク１１０のそれぞれのための実施の一例である。
【００５９】
所定数の繊維層２０２は繊維層２０４、２０６、２０８、２１０、２１２を含む。繊維層２０４は、互いに略平行に延びる複数の繊維束２１４を含む。繊維層２０６は、互いに略平行に延びる複数の繊維束２１６を含む。同様に、繊維層２０８は、互いに略平行に延びる複数の繊維束２１８を含む。繊維層２１０は、互いに略平行に延びる複数の繊維束２２０を含む。繊維層２１２は、互いに略平行に延びる複数の繊維束２２２を含む。
【００６０】
複数の繊維束２１４はｘ軸２２４に対して略平行に延びる。複数の繊維束２１６および複数の繊維束２１８は、ｘ軸２２４に対して４５°の角度を成して延びる。複数の繊維束２２０および複数の繊維束２２２は、ｙ軸２２６に対して略平行に延びる。したがって、複数の繊維束２２０および複数の繊維束２２２は、複数の繊維束２１４に対して略垂直に延びる。
【００６１】
この例示的な例において、フィラメントネットワーク２０３は、フィラー部２３０、所定数の層間フィラー部２３２、および、所定数の外側フィラー部２３４を含む。フィラー部２３０、所定数の層間フィラー部２３２、および、所定数の外側フィラー部２３４は、図１における、所定数の繊維層１１２のそれぞれにおける所定数のフィラー部、所定数の層間フィラー部１２６、および、所定数の外側フィラー部１３０のそれぞれのための１つの実施の例である。
【００６２】
フィラー部２３０は、この例示的な例では、ｚ軸２２８に対して略平行に延びる。フィラー部２３６は、フィラー部２３０のうちの１つの一例である。フィラー部２３６は、複数の繊維束２１６における２つの繊維束の例であってもよい繊維束２３８と繊維束２４０との間の空間を満たす。
【００６３】
所定数の層間フィラー部２３２は層間フィラー部２４２、２４４、２４６、２４８を含む。これらの層間フィラー部は、所定数の繊維層２０２間の層間空間を満たす。所定数の外側フィラー部２３４は、外側フィラー部２５０と外側フィラー部２５２とを含む。これらの外側フィラー部は、所定数の繊維層２０２の周囲の外側空間を満たす。繊維層２１０、外側フィラー部２５０、および、層間フィラー部２４２の一部分２５４が切断された補強レイアップ２００の切断図が以下の図３に描かれる。
【００６４】
複合構造体を形成するために、樹脂が補強レイアップ２００内に注入されてもよい。フィラメントネットワーク２０３は、樹脂を補強レイアップ２００内に注入できるようにする複数の経路を与える。フィラメントネットワーク２０３は、図１からの樹脂１０８が補強レイアップ２００内に注入されるときに形成される複合構造体の切り欠き靱性を高める。また、フィラメントネットワーク２０３は、望ましくない不整合の形成、増進、または、これらの両方に対する複合構造体の抵抗を高めてもよい。
【００６５】
ここで、図３を参照すると、図２からの補強レイアップ２００の一部分２５４が除去された補強レイアップ２００の切断図の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例では、図２からの補強レイアップ２００の断面図が図２の線３−３に沿ってとられて描かれる。
【００６６】
この例示的な例では、複数の繊維束２１６の方向性を更に明確に見ることができる。また、図示のように、フィラメントネットワーク２０３は三次元フィラメントネットワークである。
【００６７】
ここで、図４を参照すると、図２からの補強レイアップ２００の側面図の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例では、図２からの補強レイアップ２００の側面図が図２における線４−４の方向で描かれる。
【００６８】
ここで、図５から図１１を参照すると、フィラメント層を繊維束に対して位置させることができる異なる方法の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。フィラメント層が繊維束に対して位置付けられる図５から図１１における態様は、図１における所定数の繊維層１１２などの１つ以上の繊維層を形成するべくその後に配置されてもよい複数の繊維束において使用されてもよい。
【００６９】
ここで、図５を参照すると、繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例において、繊維束５００は、図１における複数の繊維束１１６における１つの繊維束のための１つの実施の一例である。
【００７０】
フィラメント層５０２は繊維束５００に対して位置付けられる。フィラメント層５０２は、図１の複数のフィラメント層１２１における１つのフィラメント層のための１つの実施の一例である。図示のように、フィラメント層５０２は、不連続フィラメント５０４、結合材料５０６、および、開口５０８から構成される。
【００７１】
フィラメント層５０２は、フィラメント層５０２が繊維束５００の外面５１０をほぼ覆うように繊維束５００の周囲に巻き付けられる。特に、フィラメント層５０２は、側面５１２、５１４、５１６、５１８で繊維束５００の外面５１０の全体を覆う。
【００７２】
ここで図６を参照すると、繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例において、フィラメント層５０２は、繊維束５００の外面５１０の露出部６００が側面５１６に形成されるように繊維束５００に対して位置付けられる。より具体的には、フィラメント層５０２は、外面５１０の一部分を側面５１６で露出させたままにする態様で外面５１０の周囲に巻き付けられる。この部分が露出部６００であってもよい。
【００７３】
露出部６００は、繊維束５００およびフィラメント層５０２を使用して形成される補強レイアップの透過性を高めて、繊維束５００下または繊維束５００上に複数のフィラメント層を重ね合わせることによって生じる補強レイアップ厚の厚さ変化を防止するとともに、重合形式または挟圧形式のみを使用する場合よりも幅広い製造ウインドウを容易にするのに役立ってもよい。
【００７４】
ここで図７を参照すると、繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例において、フィラメント層５０２は、挟圧部７００が形成されるように繊維束５００に対して位置付けられる。
【００７５】
特に、フィラメント層５０２は、フィラメント層５０２の第１の端部および第２の端部が繊維束５００の側面５１８に位置付けられるように繊維束５００の外面５１０の周囲に巻き付けられる。フィラメント層５０２の第１の端部および第２の端部は、挟圧部７００を形成するために繊維束５００の側面５１８で一緒に挟圧される。
【００７６】
ここで図８を参照すると、繊維束に対して位置付けられる２つのフィラメント層の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例では、フィラメント層５０２およびフィラメント層８００が繊維束５００の外面５１０および側面５１６のそれぞれに対して位置付けられる。このように、フィラメント層５０２が繊維束５００の第１の側面に対して位置付けられる第１のフィラメント層であってもよく、また、フィラメント層８００が繊維束５００の第２の側面に対して位置付けられる第２のフィラメント層であってもよい。
【００７７】
フィラメント層８００は、不連続フィラメント８０２、結合材料８０４、および、開口８０６を含む。図示のように、フィラメント層５０２の第１の端部およびフィラメント層８００の第１の端部は、第１の挟圧部８０８を形成するために一緒に挟圧される。また、フィラメント層５０２の第２の端部およびフィラメント層８００の第２の端部は、第２の挟圧部８１０を形成するために一緒に挟圧される。特に、フィラメント層５０２およびフィラメント層８００の端部は、第１の挟圧部８０８を形成するために側面５１４で一緒に挟圧されるとともに、第２の挟圧部８１０を形成するために側面５１８で一緒に挟圧される。
【００７８】
ここで図９を参照すると、繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例において、フィラメント層５０２は、重合部９００が形成されるように繊維束５００に対して位置付けられる。特に、フィラメント層５０２は、重合部９００を形成するためにフィラメント層５０２の第１の端部と第２の端部とが繊維束５００の側面５１６で重なり合うように繊維束５００に対して外面５１０の周囲に巻き付けられる。
【００７９】
ここで図１０を参照すると、繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例では、フィラメント層５０２が繊維束５００に対して位置付けられる。図示のように、フィラメント層５０２は、フィラメント層５０２がＳ字形状を有するように繊維束５００に対して位置付けられる。
【００８０】
このＳ字形状により、フィラメント層５０２の部分１０００および部分１００２が繊維束５００を覆う。部分１０００は、繊維束５００の側面５１２の一部のみを覆う。異なるフィラメント層の一部分が側面５１２の残りの部分を覆うために使用されてもよい。この例示的な例において、部分１０００は、フィラメントネットワークにおける層間フィラー部を形成するために使用されてもよい。
【００８１】
部分１００２は、繊維束５００の側面５１４の全体を覆う。部分１００２は、フィラメントネットワークにおけるフィラー部を形成するために使用されてもよい。
【００８２】
フィラメント層５０２の部分１００４は、他の繊維束の一部を覆うために使用されてもよい。部分１００４は、フィラメントネットワークにおける他の層間フィラー部を形成するために使用されてもよい。図示のように、部分１００２は、部分１００４を部分１０００に対して接続する。
【００８３】
ここで図１１を参照すると、繊維束に対して位置付けられるフィラメント層の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例では、フィラメント層５０２が繊維束５００に対して位置付けられる。図示のように、フィラメント層５０２は、該フィラメント層５０２が帽子形状を有するように位置付けられる。
【００８４】
フィラメント層５０２の部分１１００は、繊維束５００の側面５１２、５１４、５１８の外面５１０の全体を覆う。繊維束５００の側面５１６は露出されたままである。フィラメント層５０２の部分１１０２は、他の繊維束の側面を覆うために使用されてもよい。フィラメント層５０２の部分１１０４は、更なる他の繊維束の側面を覆うために使用されてもよい。
【００８５】
ここで図１２を参照すると、フィラメント層のための想定し得る構成の例示が例示的実施形態にしたがって描かれる。この例示的な例において、複数の構成１２００は、フィラメント層のための幾つかの構成の例示を含む。図示のように、複数の構成１２００は、構成１２０２、構成１２０４、構成１２０６、および、構成１２０８を含む。これらの構成のそれぞれで使用される結合材料が異なってもよい。
【００８６】
構成１２０２に関して、フィラメント層１２０３は、不連続フィラメント１２１０、結合材料１２１２、および、開口１２１４を含む。結合材料１２１２は熱可塑性の糸の形態を成す。構成１２０４に関して、フィラメント層１２０５は、不連続フィラメント１２１６、結合材料１２１８、および、開口１２２０を含む。結合材料１２１８は、格子を形成するように配置された熱硬化性のテープの形態を成す。
【００８７】
構成１２０６に関して、フィラメント層１２０７は、不連続フィラメント１２２２、結合材料１２２４、および、開口１２２６を含む。結合材料１２２４は、不連続フィラメント１２２２に取り付けられる結合粒子の形態を成す。構成１２０８に関して、フィラメント層１２０９は、不連続フィラメント１２２８、結合材料１２３０、および、開口１２３２を含む。結合材料１２３０は、この例示的な例では、不連続フィラメント１２２８上の熱硬化性コーティングの形態を成す。
【００８８】
図２および図３における補強レイアップ２００の例示、図５から図１１におけるフィラメント層５０２および繊維束５００の例示、および、図１２におけるフィラメント層における複数の構成１２００の例示は、例示的な実施形態が実施されてもよい態様に対する物理的制限または構造上の制限を示唆するように意図されていない。例示された構成要素に加えてあるいは代えて他の構成要素が使用されてもよい。幾つかの構成要素が随意的であってもよい。
【００８９】
図２から図１２に示される異なる構成要素は、図１にブロック形態で示される構成要素を物理的構造体としてどのように実施できるのかについての例示的な例であってもよい。また、図２から図１２における構成要素の幾つかは、図１における構成要素と組み合わされてもよく、図１における構成要素と共に使用されてもよく、あるいは、これらの２つの組み合わせであってもよい。
【００９０】
ここで図１３を参照すると、複合構造体を形成するためのプロセスの例示が、例示的実施形態にしたがってフローチャートの形態で描かれる。図１３に示されるプロセスは、図１における複合構造体１０２を形成するために実施されてもよい。
【００９１】
プロセスは、複数の繊維束間の所定数の空間をほぼ満たす不連続フィラメントから構成される所定数のフィラー部を有する繊維層を形成するために複数の繊維束に対して所定数のフィラメント層を位置させる（工程１３００）ことによって始まってもよい。次に、複合構造体のための補強レイアップを形成するために繊維層が使用される（工程１３０２）。
【００９２】
フィラメントネットワークが複合構造体の切り欠き靱性を高める複合構造体を形成するために、樹脂が補強レイアップと一体化され（工程１３０４）、その後、プロセスが終了する。複合構造体は、実施に応じて、未硬化のままであってもよく、部分的に硬化されてもよく、あるいは、完全に硬化されてもよい。
【００９３】
ここで、図１４を参照すると、補強レイアップを形成するためのプロセスの例示が、例示的実施形態にしたがってフローチャートの形態で描かれる。図１４に示されるプロセスは、図１における複合構造体１０２を形成するために実施されてもよい。
【００９４】
プロセスは、補強レイアップのための繊維層における最初のフィラメント層を選択された層上にわたって位置させる（工程１４００）ことによって始まってもよい。工程１４００が最初に行われる際、選択された層は、金型などの工具装置の表面である。工程１４００が行われるその後の任意のときには、選択された層が既に形成された繊維層であってもよい。
【００９５】
その後、繊維束が最初のフィラメント層上にわたって位置付けられる（工程１４０２）。その後、次のフィラメント層の一部が少なくとも繊維束の一部および選択された層の一部を覆うように、他のフィラメント層が繊維束上および選択された層上にわたって位置付けられる（工程１４０４）。工程１４０４において、フィラメント層は、該フィラメント層がＳ字形状を有するように位置付けられる。
【００９６】
その後、他の繊維束が繊維層に必要とされるかどうかに関して決定がなされる（工程１４０６）。更なる繊維束が必要とされれば、他の繊維束が既に位置付けられたフィラメント層上にわたって位置付けられる（工程１４０８）。その後、プロセスは前述した工程１４０４へ戻る。
【００９７】
工程１４０６に関して、更なる繊維束が最初の繊維層に必要とされなければ、補強レイアップを形成するためにこれ以上繊維層が必要とされるかどうかに関して決定がなされる（工程１４１０）。補強レイアップを形成するために更なる繊維層が必要とされない場合には、プロセスが終了する。補強レイアップは、図１４に記載されるプロセスを行うことによって形成される。一体型プリフォームを形成するために樹脂が補強レイアップ内に注入されてもよい。一体型プリフォームは、その後、複合積層体などの複合構造体を形成するために硬化されてもよい。
【００９８】
再び工程１４１０を参照すると、補強レイアップを形成するために任意の更なる繊維層が必要とされる場合には、プロセスが前述した工程１４００へ戻る。図１４に記載されるプロセスは、補強レイアップを形成するために使用されるフィラメント層のそれぞれにおける不連続フィラメントが補強レイアップの各繊維層内の繊維束間の空間をほぼ満たすようにする。
【００９９】
異なる描かれた実施形態におけるフローチャートおよびブロック図は、例示的な実施形態における装置および方法の幾つかの想定し得る実施の構造、機能性、および、動作を示す。これに関して、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、動作またはステップの一部、これらのいずれかの組み合わせを表してもよい。
【０１００】
例示的な実施形態の幾つかの別の実施において、ブロックにおいて言及される１または複数の機能は、図中に言及される順序以外の順序で行われてもよい。例えば、ある場合には、連続して示される２つのブロックがほぼ同時に実行されてもよく、あるいは、ブロックが時として逆の順序で行われてもよい。また、フローチャートまたはブロック図に示されるブロックの他に、他のブロックが加えられてもよい。
【０１０１】
本開示の例示的実施形態は、図１５に示される航空機の製造および保守点検方法１５００と図１６に示される航空機１６００との関連で説明されてもよい。最初に図１５を参照すると、航空機の製造および保守点検方法が例示的な実施形態にしたがってブロック図の形態で描かれる。生産前の間にわたって、航空機の製造および保守点検方法１５００は、図１６における航空機１６００の仕様および設計１５０２と、材料調達１５０４とを含んでもよい。
【０１０２】
生産中、図１６における航空機１６００の構成要素および部分組立品の製造１５０６とシステム統合１５０８とが行われる。その後、図１６における航空機１６００は、就航１５１２するために認証および搬送１５１０を経由してもよい。取引先による就航中１５１、図１６における航空機１６００は、変更、再構成、改修、および、他の整備または保守点検を含んでもよい定期的な整備および保守点検１５１４の予定が組まれる。
【０１０３】
航空機の製造および保守点検方法１５００のプロセスのそれぞれは、システム統合者、第三者、および／または、オペレータによって実行されあるいは行われてもよい。これらの例では、オペレータが取引先であってもよい。この説明の目的のため、システム統合者は、制限なく、任意の数の航空機製造業者および主要システム下請業者を含んでもよく、第三者は、制限なく、任意の数のベンダー、下請業者、および、サプライヤーを含んでもよく、また、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事企業、保守点検機関などであってもよい。
【０１０４】
ここで図１６を参照すると、航空機の例示が、例示的実施形態が実施されてもよいブロック図の形態で描かれる。この例において、航空機１６００は、図１５における航空機の製造および保守点検方法１５００によって生産されるとともに、複数のシステム１６０４および内部１６０６を有する機体１６０２を含んでもよい。システム１６０４の例は、推進システム１６０８、電気システム１６１０、油圧システム１６１２、および、環境システム１６１４のうちの１つ以上を含んでもよい。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙の例が示されるが、異なる例示的な実施形態は、自動車産業などの他の産業に適用されてもよい。
【０１０５】
本明細書中に具現化される装置および方法は、図１５における航空機の製造および保守点検方法１５００の少なくとも１つの段階中に使用されてもよい。特に、図１からの複合構造体１０２は、航空機の製造および保守点検方法１５００の任意の１つの段階中に製造されてもよい。例えば、制限なく、図１からの複合構造体１０２は、構成要素および部分組立品の製造１５０６、システム統合１５０８、定期的な整備および保守点検１５１４、または、航空機の製造および保守点検方法１５００のいずれかの他の段階のうちの少なくとも１つの間にわたって製造されてもよい。更にまた、図１からの複合構造体１０２は、航空機１６００の１つ以上の構造において使用されてもよい。例えば、複合構造体１０２は、機体１６０２、内部１６０６、または、航空機１６００のいずれかの他の部分における構造を形成するために使用されてもよい。
【０１０６】
１つの例示的な例において、図１５における構成要素および部分組立品の製造１５０６において生産される構成要素または部分組立品は、航空機１６００が図１５における就航中１５１２に生産された構成要素または部分組立品と同様の態様で作られあるいは製造されてもよい。更なる他の例として、１つ以上の装置実施形態、方法実施形態、または、これらの組み合わせは、図１５における構成要素および部分組立品の製造１５０６やシステム統合１５０８などの生産段階中に利用されてもよい。１つ以上の装置実施形態、方法実施形態、または、これらの組み合わせは、航空機１６００が就航中１５１２に、図１５における整備および保守点検１５１４中に、あるいは、これらの両方の間にわたって利用されてもよい。多くの異なる例示的な実施形態の使用は、航空機１６００の組み立てを実質的に促進させるとともに、航空機１６００のコストを低減させることができる。
【０１０７】
異なる例示的な実施形態の説明が例示目的および説明目的で与えられてきたが、これらの実施形態の説明は、包括的であるように意図されておらず、あるいは、開示された形態の実施形態に限定されるように意図されていない。多くの変更および変形が当業者に明らかである。また、異なる例示的な実施形態は、他の望ましい実施形態と比べて異なる特徴を与えてもよい。選択された１または複数の実施形態は、実施形態の原理、実用的な用途を最も良く説明するために、また、考慮される特定の用途に適するような様々な変更を伴う様々な実施形態に関する開示を当業者が理解できるようにするために、選択されて記載される。
【符号の説明】
【０１０８】
１００  製造環境
１０２  複合構造体
１０４  複合積層体
１０６  補強レイアップ
１０７  繊維束
１０８  樹脂
１１０  フィラメントネットワーク
１１１  不連続フィラメント
１１２  所定数の繊維層
１１３  結合材料
１１４  繊維層
１１６  複数の繊維束
１１８  所定数の空間
１２０  所定数のフィラー部
１２１  複数のフィラメント層
１２２  所定数のフィラメント層
１２４  フィラメント層
１２６  所定数の層間フィラー部
１２８  所定数の層間空間
１３０  所定数の外側フィラー部
１３２  所定数の外側空間
１３４  三次元フィラメントネットワーク
１３８  切り欠き靱性
１４０  抵抗
２００  補強レイアップ
２０２  所定数の繊維層
２０３  フィラメントネットワーク
２０４  繊維層
２０６  繊維層
２０８  繊維層
２１０  繊維層
２１２  繊維層
２１４  複数の繊維束
２１６  複数の繊維束
２１８  複数の繊維束
２２０  複数の繊維束
２２２  複数の繊維束
２２４  ｘ軸
２２６  ｙ軸
２２８  ｚ軸
２３０  フィラー部
２３２  所定数の層間フィラー部
２３４  所定数の外側フィラー部
２３６  フィラー部
２３８  繊維束
２４０  繊維束
２４２  層間フィラー部
２４４  層間フィラー部
２４６  層間フィラー部
２４８  層間フィラー部
２５０  外側フィラー部
２５２  外側フィラー部
２５４  一部分
５００  繊維束
５０２  フィラメント層
５０４  不連続フィラメント
５０６  結合材料
５０８  開口
５１０  外面
５１２  側面
５１４  側面
５１６  側面
５１８  側面
６００  露出部
７００  挟圧部
８００  フィラメント層
８０２  不連続フィラメント
８０４  結合材料
８０６  開口
８０８  第１の挟圧部
８１０  第２の挟圧部
９００  重合部
１０００  部分
１００２  部分
１００４  部分
１１００  部分
１１０２  部分
１１０４  部分
１２００  複数の形態
１２０２  形態
１２０３  フィラメント層
１２０４  形態
１２０５  フィラメント層
１２０６  形態
１２０７  フィラメント層
１２０８  形態
１２０９  フィラメント層
１２１０  不連続フィラメント
１２１２  結合材料
１２１４  開口
１２１６  不連続フィラメント
１２１８  結合材料
１２２０  開口
１２２２  不連続フィラメント
１２２４  結合材料
１２２６  開口
１２２８  不連続フィラメント
１２３０  結合材料
１２３２  開口
１３００  工程
１３０２  工程
１３０４  工程
１４００  工程
１４０２  工程
１４０４  工程
１４０６  工程
１４０８  工程
１４１０  工程
１５００  航空機の製造および保守点検方法
１５０２  仕様および設計
１５０４  材料調達
１５０６  構成要素および部分組立品の製造
１５０８  システム統合
１５１０  認証および搬送
１５１２  就航中
１５１４  整備および保守点検
１６００  航空機
１６０２  機体
１６０４  システム
１６０６  内部
１６０８  推進システム
１６１０  電気システム
１６１２  油圧システム
１６１４  環境システム
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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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【外国語明細書】
2015182464000001.pdf