(57)【要約】【課題】高度に成形された複合材ストリンガ用の可撓性マンドレル及び前記ストリンガの製造方法【解決手段】成形硬化ブロックと、該成形硬化ブロックの上に配置される第１マンドレル要素（１２）とを備える航空機ストリンガ積層アセンブリ（１０）が提供される。第１マンドレルアセンブリは、第１マンドレル長さに沿って形成されている複数の剛性低減第１溝（１８）を有する第１バーアセンブリ（１６）を含む。複数の剛性低減第１溝は、第１マンドレル要素の第１マンドレル深さを部分的に通り、第１バーアセンブリが成形硬化ブロックに順応することを可能にする。複合層アセンブリは、第１マンドレル要素上に積層され、成形複合材ストリンガ要素が作成されるように前記成形硬化ブロックに順応されて硬化される。【選択図】      図１
2008521645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形硬化ブロックと、
前記成形硬化ブロック上に配置されている第１マンドレル要素であって、前記第１マンドレルアセンブリは、第１マンドレル長さに沿って形成されている複数の剛性低減第１溝を有する第１バーアセンブリを含み、前記複数の剛性低減第１溝は、前記第１マンドレル要素の第１マンドレル深さ内を部分的に押し入り、前記第１バーアセンブリが前記成形硬化ブロックに順応することを可能にする第１マンドレル要素と、
前記第１マンドレル要素上に積層されている複合層アセンブリであって、前記複合層アセンブリは、前記第１マンドレル要素上で硬化され、その際成形複合材ストリンガ要素が作成されるように前記成形硬化ブロックに順応されている複合層アセンブリと、
を備える、航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２】
前記第１マンドレル要素は、細長い横材を備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項３】
前記複数の剛性低減第１溝は、開放端とテーパ端とを含む複数のテーパ状の溝であって、前記開放端は第１マンドレル頂面に沿って配置されており、前記テーパ端は第１マンドレル側面に沿って配置されているテーパ状の溝を備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項４】
前記複数の剛性低減第１溝はそれぞれ、ワイヤ放電加工機による溝を備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項５】
ワイヤ放電加工機による溝はそれぞれ、幅０．０１インチ未満である、請求項４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項６】
前記第１マンドレル要素は、
前記第１マンドレル長さに沿って前記細長い横材内に形成されている中央孔室と、
前記中央孔室を通り配置されている中央支持ワイヤであって、前記中央支持ワイヤは前記細長い横材の可撓性を調整する中央支持ワイヤと、
をさらに備える、請求項２に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項７】
前記成形硬化ブロックは、前記第１マンドレル要素にねじれが生じるように第１硬化ブロック平面方向および第２硬化ブロック平面方向に渡って成形されている、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項８】
前記複数の剛性低減溝は、
第１マンドレル上方頂面に沿って配置されている剛性低減第１溝の第１グループと、
第１マンドレル下方頂面に沿って配置されている剛性低減溝の第２グループであって、前記剛性低減溝の第１グループは、前記第１マンドレル要素が前記成形硬化ブロックに順応可能であるように、前記剛性低減溝の第２グループから離間して配置されている剛性低減溝の第２グループと、
を備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項９】
前記第１マンドレル要素は、前記細長い横材内に形成されている複数の側面位置決め孔をさらに備える、請求項２に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１０】
前記成形硬化ブロックと、前記第１マンドレル要素と、前記複合層アセンブリとを取り囲む真空バッグアセンブリであって、前記真空バッグアセンブリは、硬化の際に前記複合層アセンブリを前記第１マンドレル要素に対して押圧する真空バッグアセンブリとをさらに備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１マンドレル要素を前記成形硬化ブロック上に押し付ける締め付けアセンブリをさらに備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１２】
前記成形硬化ブロック上で前記第１マンドレル要素の付近に配置されている第２マンドレル要素であって、前記第２マンドレルアセンブリは、第２マンドレル長さに沿って形成されている複数の剛性低減第２溝を含み、前記複数の剛性低減第２溝は、前記第２マンドレル要素の第２マンドレル深さ内を部分的に押し入り、前記第２マンドレルアセンブリが前記成形硬化ブロックに順応することを可能にする第２マンドレル要素をさらに備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１３】
前記複合層アセンブリは、前記第１マンドレル要素と前記第２マンドレル要素との間に積層されており、前記複合層アセンブリは第１マンドレル上方頂面および第２マンドレル上方頂面に渡って延伸し、前記複合層アセンブリは、前記成形複合材ストリンガ要素が成形Ｉ形横材要素を備えるように、第１マンドレル下方頂面および第２マンドレル下方頂面に渡って延伸する、請求項１２に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１４】
第１マンドレル長さに沿って複数の剛性低減第１要素が形成されている第１の細長い金属横材アセンブリを含む第１マンドレル要素であって、前記複数の剛性低減第１要素は、前記第１の細長い金属横材アセンブリが複雑な輪郭に配置されることを可能にする第１マンドレル要素と、
前記第１マンドレル要素上に積層されている複合層アセンブリであって、前記複合層アセンブリは、成形複合材ストリンガ要素が作成されるように、前記複雑な輪郭に配置されて前記第１マンドレル要素上に硬化されている複合層アセンブリと、
を備える、航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１５】
第１硬化ブロック平面方向および第２硬化ブロック平面方向の両方に渡り成形されている成形硬化ブロックであって、前記第１マンドレル要素は、前記複雑な輪郭を形成するために前記成形硬化ブロック上に配置されている成形硬化ブロックをさらに備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガアセンブリ。
【請求項１６】
前記複数の剛性低減第１要素は、開放端とテーパ端とを含む複数のテーパ状の溝であって、前記開放端は第１マンドレル頂面に沿って配置されており、前記テーパ端は第１マンドレル側面に沿って配置されている複数のテーパ状の溝を備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１７】
前記複数の剛性低減第１要素はそれぞれ、ワイヤ放電加工機による溝を備える、請求項１５に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１８】
ワイヤ放電加工機による溝はそれぞれ、幅０．０１インチ未満である、請求項１７に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項１９】
前記第１マンドレル要素は、
前記第１マンドレル長さに沿って、前記第１の細長い金属横材アセンブリ内に形成されている中央孔室と、
前記中央孔室を通り配置されている中央支持ワイヤであって、前記中央支持ワイヤは前記第１の細長い金属横材アセンブリの可撓性を調整する中央支持ワイヤと、
をさらに備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２０】
前記複数の剛性低減第１要素は、
第１マンドレル上方頂面に沿って配置されている剛性低減溝の第１グループと、
第１マンドレル下方頂面に沿って配置されている剛性低減溝の第２グループであって、前記剛性低減溝の第１グループは、前記第１マンドレル要素が前記成形硬化ブロックに順応可能であるように、前記剛性低減溝の第２グループから離間して配置されている第２グループと、
を備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２１】
前記複数の剛性低減第１要素は、前記第１の細長い金属横材アセンブリにねじれが生じることを可能にする、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２２】
前記第１マンドレル要素は、前記第１の細長い金属横材内に形成されている複数の側面位置決め孔をさらに備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２３】
前記成形硬化ブロックと前記第１マンドレル要素と前記複合層アセンブリとを取り囲む真空バッグアセンブリであって、前記真空バッグアセンブリは、硬化の際に前記複合層アセンブリを前記第１マンドレル要素に対して押圧する真空バッグアセンブリをさらに備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２４】
前記マンドレル要素を前記成形硬化ブロックに押し付ける締め付けアセンブリをさらに備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２５】
前記第１マンドレル要素付近で前記成形硬化ブロック上に配置されている第２マンドレル要素であって、前記第２マンドレルアセンブリは、第２マンドレル長さに沿って形成されている複数の剛性低減第２溝を含み、前記複数の剛性低減第２溝は、前記第２マンドレルアセンブリが前記成形硬化ブロックに順応可能であるために、前記第２マンドレル要素の第２マンドレル深さを部分的に通る第２マンドレル要素をさらに備える、請求項１４に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２６】
前記複合層アセンブリは、前記第１マンドレル要素と前記第２マンドレル要素との間に積層されており、前記複合層アセンブリは、第１マンドレル上方頂面および第２マンドレル上方頂面に渡って延伸し、前記複合層アセンブリは、前記成形複合材ストリンガ要素が成形Ｉ形横材要素を備えるように、第１マンドレル下方頂面および第２マンドレル下方頂面に渡って延伸する、請求項２５に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ。
【請求項２７】
航空機ストリンガを積層する方法であって、
第１マンドレル長さに沿って第１マンドレル要素内に複数の剛性低減第１要素を形成することと、
前記第１マンドレル要素を成形硬化ブロック上に配置し、前記複数の剛性低減第１要素は、前記第１マンドレル要素が前記成形硬化ブロックに順応することを可能にすることと、
前記第１マンドレル要素が前記成形硬化ブロックに順応されると、複合層アセンブリを前記第１マンドレル要素上に積層することと、
成形複合材ストリンガが作成されるように前記複合層アセンブリを硬化することと、
を備える、方法。
【請求項２８】
前記複数の剛性低減第１要素は、第１の細長い金属横材内に形成されている複数の剛性低減第１溝として形成されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の剛性低減第１要素は、開放端とテーパ端とを含む複数のテーパ状の溝として形成されており、前記開放端は第１マンドレル頂面に沿って配置されており、前記テーパ端は第１マンドレル側面に沿って配置されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の剛性低減第１要素は、ワイヤ放電加工機を用いて形成されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記複数の剛性低減第１要素は、ワイヤ放電加工機を用いて形成されている、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記複数の剛性低減第１要素を幅０．０１インチ未満に加工することをさらに備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１マンドレル長さを貫通する中心がある前記マンドレル要素内に中央孔室を形成することと、
中央支持ワイヤを、前記中央孔室を通して挿入し、前記中央支持ワイヤは前記第１マンドレル要素の可撓性を調整することと、
をさらに備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数の剛性低減第１要素を形成することは、
第１マンドレル上方頂面に沿って剛性低減溝の第１グループを形成することと、
第１マンドレル下方面に沿った剛性低減溝の第２グループと、
をさらに備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３５】
前記成形硬化ブロックと、前記第１マンドレル要素と、前記複合層アセンブリを硬化前に真空バッグアセンブリ内に密封することをさらに備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１マンドレル要素を前記成形硬化ブロックに前記硬化前に締め付けることをさらに備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３７】
前記成形硬化ブロックと前記第１マンドレル要素と前記複合層アセンブリとを前記硬化前に真空バッグアセンブリ内に密封することをさらに備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３８】
第２マンドレル長さに沿って、第２マンドレル要素内に複数の剛性低減第２要素を形成することと、
前記第２マンドレル要素を前記第１マンドレル要素付近で前記成形硬化ブロック上に配置し、前記複数の剛性低減第２要素は、前記第２マンドレル要素が前記成形硬化ブロックに順応することを可能にすることと、
成形複合材ストリンガを形成するために、前記複合層アセンブリを前記第１マンドレル要素と前記第２マンドレル要素との間に積層することと、
をさらに備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項３９】
前記複合層アセンブリを第１マンドレル上方頂面および第２マンドレル上方頂面に渡って積層することと、
前記複合層アセンブリを第１マンドレル下方頂面および第２マンドレル下方頂面に渡って積層することと、
前記成形複合材ストリンガが成形Ｉ形横材要素を備えるように、前記複合層アセンブリを硬化することと、
をさらに備える、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
航空機ストリンガを積層する方法であって、
第１マンドレル要素の第１の細長い金属横材に、第１マンドレル長さに沿って複数の剛性低減第１溝を形成することと、
前記第１マンドレル要素を複雑な輪郭に構成することと、
複合層アセンブリを前記第１マンドレル要素上に積層し、その際前記第１マンドレル要素は前記複雑な輪郭を有していることと、
成形複合材ストリンガが作成されるように、前記複合層アセンブリを硬化することと、
を備える、方法。
【請求項４１】
前記複雑な輪郭を作成するために、第１硬化ブロック平面方向および第２硬化ブロック平面方向の両方に渡り成形される成形硬化ブロック上に前記第１マンドレル要素を配置することをさらに備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
第２マンドレル長さに沿って複数の剛性低減第２溝を第２マンドレル要素内に形成することと、
前記第１マンドレル要素の付近で前記第２マンドレル要素を前記複雑な輪郭に構成することと、
前記複合層アセンブリを前記第１マンドレル要素と前記第２マンドレル要素との間に積層することと、
をさらに備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記複合層アセンブリを第１マンドレル上方頂面および第２マンドレル上方頂面に渡って積層することと、
前記複合層アセンブリを第１マンドレル下方頂面および第２マンドレル下方頂面に渡って積層することと、
前記成形複合材ストリンガ要素が成形Ｉ型横材要素を備えるように、前記複合層アセンブリを硬化することと、
をさらに備える、請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、航空機の複合材ストリンガのマンドレル、より詳細には、成形複合材ストリンガ要素を製造するために航空機のストリンガの積層アセンブリと共に使用する可撓性マンドレルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ストリンガのような航空機のコンポーネントは、航空機の設計の発展によって複雑になってきている。重量／強度比をより低くする必要性に伴う形状の複雑さにより、新たな製造技術が必要となる。この理由から、航空機の設計者は、航空機のストリンガの製造に複合層アセンブリを使用するようになった。これらの製造過程では、エポキシまたは類似の物質が含浸された材料層が、複雑な形状に成形されたマンドレル上に積層される。続いて複合層アセンブリは、所望の複雑な形状を有する複合部品を形成するために硬化される。
【０００３】
しかし現在の航空機の設計では、既存のマンドレル技術で実施することが困難である複雑な輪郭およびねじりを必要とする場合がある。現在のマンドレルアセンブリには、金属製のマンドレルまたは複合材マンドレルアセンブリが利用されている。現在の金属製マンドレルは、強い抵抗性を有し、寿命が長い。しかし、これらの金属マンドレルアセンブリを所望の複雑な形状に合わせ、ねじることは困難である。一般の金属マンドレルは、こうした形状へ入れ込むこむためには剛性が高すぎる。したがって従来の方法では、広い範囲で複雑な形状に入れることが可能である複合マンドレルへの転換を行ってきた。しかし、複合層マンドレルは、損傷を受けやすく、金属製のものに比べて寿命が極めて短い。したがって、この利用は、複合材ストリンガの製造においてコストおよび時間の面で望ましくない影響を及ぼしてしまう。
【０００４】
したがって、複合材マンドレルアセンブリの可撓性および有用性と金属製マンドレルアセンブリの弾力性および費用効果が組み合わされた航空機用ストリンガ積層アセンブリが極めて望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、複雑な形状、輪郭およびねじれを作成するために可撓性が向上した航空機ストリンガ積層アセンブリおよび方法を提供することである。また、さらなる目的は、複合材マンドレルアセンブリに比べて弾性および寿命が向上した航空機ストリンガ積層アセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的に従って、成形硬化ブロックと、該成形硬化ブロックの上に配置された第１マンドレル要素とを備える航空機ストリンガ積層アセンブリが提供される。第１マンドレルアセンブリは、第１マンドレル長さに沿って形成されている複数の剛性低減第１溝を有する第１バーアセンブリを含む。複数の剛性低減第１溝は、第１マンドレル要素の第１マンドレル深さを部分的に通り、第１バーアセンブリが成形硬化ブロックに順応することを可能にする。複合層アセンブリが、第１マンドレル要素上に積層され、成形複合材ストリンガ要素が作成されるように、前記成形硬化ブロックに順応される際に硬化される。
【０００７】
本発明のその他の目的および特徴は、詳細な説明および好ましい実施形態を添付の図面および請求項と共に参照することにより明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１を参照すると、本発明に係る航空機ストリンガ積層アセンブリ１０が示される。航空機ストリンガ積層アセンブリ１０は、第１マンドレル要素１２と、第２マンドレル要素１４とを含む。好ましくは、マンドレル要素１２、１４は、図示されるように細長い金属横材である。伝統的な金属マンドレル構成では、最新式のストリンガ積層に必要な複雑な構成要件を満たすことは困難である。しかしながら、本発明は、第１マンドレルの全長２０に沿って形成されている複数の剛性低減第１要素１８を有する第１バーアセンブリ１６から第１マンドレル要素１２を構成することにより、独自の手法を提供する。剛性低減要素１８には様々な形が考えられるが、一実施形態として溝の使用が考えられる。
【０００９】
第１マンドレル要素１２は、２つのマンドレル頂面２２と、２つのマンドレル側面２４と、右マンドレル端面２６と、左マンドレル端面２８とを含む。頂面２２はさらに、第１マンドレル上方頂面３０と、第１マンドレル下方頂面３２として定義することが可能である。複数の剛性低減第１溝１８は、第１マンドレル深さ３４内を部分的に押し入り、第１マンドレル頂面２２の一方から、両方のマンドレル側面２４を貫通する。これにより、このような剛性低減第１溝１８が導入された場合に、第１バーアセンブリ１６が撓み、ねじれることを可能にする。
【００１０】
様々な溝の形成および構成が考えられるが、一実施形態では複数のテーパ状の溝３６が使用され、各溝は開放端３８とテーパ端４０とを有する。開放端は、第１マンドレル頂面２２上に形成され、テーパ端４０は、両方の第１マンドレル側面２４から見えるように第１マンドレル深さ３４を部分的に通り形成される。直線的な溝も使用可能であることも理解されたい。溝は、第１マンドレル要素１２の積層面に支障をきたさないよう非常に薄い溝として維持されるように、ワイヤ放電加工機により形成されてもよい。溝１８は、幅が０．０１インチ未満に維持されることが考えられ、一実施形態では幅０．００６５インチである。これにより、積層面に影響を与えることなく、第１マンドレル要素１２の所望の可撓性が可能になる。
【００１１】
複数の剛性低減第１溝（要素）１８は、第１マンドレル長さ２０に沿って様々な構成で形成されてもよい。一実施形態では、剛性低減第１溝１８が、剛性低減第１溝４２の第１グループと、剛性低減溝４４の第２グループとから形成されてもよいことが考えられる。第１グループ４２は第１マンドレル上方頂面３０に形成され、第２グループ４４は第１マンドレル下方頂面３２に形成される。これらのグループ４２、４４を相互に離間して配置することにより、第１マンドレル要素１２は、その長さに沿って異なる方向へ湾曲または屈曲することが可能である。複数の剛性低減溝１８はそれぞれ、第１マンドレル要素１２の湾曲が好ましくは溝を開くよりもむしろこれを閉じる傾向にあるように、集合している。これによっても積層用の表面が保護される。図面では、グループ４２、４４は対向する端部に配置されているが、これには多様な集合または間隔が考えられる。このように、第２マンドレル要素１４が、同様に第２マンドレル長さ４８に沿って複数の剛性低減第２溝４６を備えることも考えられる。この第２溝４６は、第２マンドレル深さ５０を部分的に通り、第２マンドレル上方頂面５２または第２マンドレル下方頂面５４の一方または両方に配置されてもよい。
【００１２】
複数の剛性低減溝１８、４６は、マンドレルが様々な複雑な輪郭に合わせられることを可能にするが、本発明ではさらに、このような順応を容易にするために成形硬化ブロック５６の使用が考えられる（図２を参照）。成形硬化ブロック５６は、複雑な輪郭５８を含み、これは第１硬化ブロック平面方向６０および第２硬化ブロック平面方向６２の両方においても複雑であり得る。これにより、ねじれを生じさせることが可能である。第１マンドレル要素１２および／または第２マンドレル要素１４を成形硬化ブロック５６上に配置することにより、これを複雑な輪郭５８に順応させるためにマンドレルの重さが利用可能である。重さのみを利用することが可能であるが、真空バッグアセンブリ６４（図５を参照）または締め付けアセンブリ６６（図４を参照）が、成形硬化ブロック５６への順応を容易にし得ることがさらに考えられる。
【００１３】
マンドレル要素１２、１４が成形硬化ブロック５６に合わせられると、複合層アセンブリ６８がマンドレル要素１２、１４上に積層可能である。複合層アセンブリ６８は、マンドレル１２、１４の間に積層されてもよいし、マンドレル１２、１４と硬化ブロック５６との間にも積層されてもよい。複合層アセンブリ６８をマンドレル１２、１４間に、上方頂面３０、５２および下方頂面３２、５４において積層することにより、Ｉ形の横材の構成が作成される。複合層アセンブリ６８は、主に硬化熱７０を加えることにより（図５を参照）硬化され、図６に示される成形されたＩ形の横材のような成形複合材ストリンガ要素７２に硬化される。
【００１４】
本発明の主な特徴に加えて、本発明はさらに、マンドレル側面２４に沿って配置される複数の側面位置決め孔７４の使用も考えられる。これは、マンドレル要素１２、１４が、容易に動かされるとともに成形硬化ブロック５６上に配置されることを可能にする。さらに、これは追加の締め付けまたは重み付け点として、特に複雑な面領域において硬化ブロック５６に適切に順応させるために利用してもよい。また、本発明は第１マンドレル長さ２０を通り形成される中央孔７６の使用も考えられる。中央支持ワイヤ７８が中央孔７６内に配置され、第１マンドレル要素１２の長さを延伸する。中央支持ワイヤ７８に張力を加えることにより、第１マンドレル要素１２の可撓性が変化し、第１マンドレル要素１２がより広い範囲の用途に利用されることが可能になる。
【００１５】
本発明について１つ以上の実施形態に関連して説明してきたが、ここで説明した特定の機構および技術は単に本発明の原理を例示的に示すものであり、添付の請求項に規定される発明の精神および範囲から逸脱することなく、上述の方法および装置に多数の変更を加えることが可能であることは理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る航空機ストリンガ積層アセンブリを示し、図示されるアセンブリは第１マンドレルアセンブリおよび第２マンドレルアセンブリを示す。
【図２】図１に示される航空機ストリンガ積層アセンブリにおいて使用するための成形硬化ブロックを示す。
【図３】本発明に係る航空機ストリンガ積層アセンブリを示し、これは複合層アセンブリに加えて図１および図２のコンポーネントの構成を示す。
【図４】図３に示される航空機ストリンガ積層アセンブリを示し、さらに真空バッグアセンブリと締め付けアセンブリとを示す。
【図５】図４に示される航空機ストリンガアセンブリを示し、このアセンブリに硬化工程が施される。
【図６】先の図に示される航空機ストリンガアセンブリからの成形複合材ストリンガ要素を示す。
【図１】
2008521645.tif 000003
【図２】
2008521645.tif 000004
【図３】
2008521645.tif 000005
【図４】
2008521645.tif 000006
【図５】
2008521645.tif 000007
【図６】
2008521645.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月7日(2007.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形硬化ブロック（５６）と、
前記成形硬化ブロック（５６）上に配置されている第１マンドレル要素（１２）であって、前記第１マンドレル要素（１２）は、第１マンドレル長さ（２０）に沿って形成されている複数の剛性低減第１溝（１８）を有する第１バーアセンブリ（１６）を含み、前記複数の剛性低減第１溝（１８）は、前記第１マンドレル要素（１２）の第１マンドレル深さ（３４）内を部分的に押し入り、前記第１バーアセンブリ（１６）が前記成形硬化ブロック（５６）に順応することを可能にする第１マンドレル要素（１２）と、
前記第１マンドレル要素（１２）上に積層されている複合層アセンブリ（６８）であって、前記複合層アセンブリ（６８）は、前記第１マンドレル要素（１２）上で硬化され、その際成形複合材ストリンガ要素（７２）が作成されるように前記成形硬化ブロック（５６）に順応されている複合層アセンブリ（６８）と、
を備える、航空機ストリンガ積層アセンブリ（１０）。
【請求項２】
前記複数の剛性低減第１溝（１８）は、開放端（３８）とテーパ端（４０）とを含む複数のテーパ状の溝（３６）であって、前記開放端（３８）は第１マンドレル頂面（２２）に沿って配置されており、前記テーパ端（４０）は第１マンドレル側面（２４）に沿って配置されているテーパ状の溝（３６）を備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ（１０）。
【請求項３】
前記成形硬化ブロック（５６）と、前記第１マンドレル要素（１２）と、前記複合層アセンブリ（６８）とを取り囲む真空バッグアセンブリ（６４）であって、前記真空バッグアセンブリ（６４）は、硬化の際に前記複合層アセンブリ（６８）を前記第１マンドレル要素（１２）に対して押圧する真空バッグアセンブリ（６４）とをさらに備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ（１０）。
【請求項４】
前記第１マンドレル要素（１２）を前記成形硬化ブロック（５６）上に押し付ける締め付けアセンブリ（６６）をさらに備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ（１０）。
【請求項５】
前記成形硬化ブロック（５６）上で前記第１マンドレル要素（１２）の付近に配置されている第２マンドレル要素（１４）であって、前記第２マンドレル要素（１４）は、第２マンドレル長さ（４８）に沿って形成されている複数の剛性低減第２溝（４６）を含み、前記複数の剛性低減第２溝（４６）は、前記第２マンドレル要素（１４）の第２マンドレル深さ（５０）内を部分的に押し入り、前記第２マンドレルアセンブリ（１４）が前記成形硬化ブロック（５６）に順応することを可能にする第２マンドレル要素（１４）をさらに備える、請求項１に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ（１０）。
【請求項６】
前記複合層アセンブリ（６８）は、前記第１マンドレル要素（１２）と前記第２マンドレル要素（１４）との間に積層されており、前記複合層アセンブリ（６８）は第１マンドレル上方頂面（３０）および第２マンドレル上方頂面（５２）に渡って延伸し、前記複合層アセンブリ（６８）は、前記成形複合材ストリンガ要素（７２）が成形Ｉ形横材要素を備えるように、第１マンドレル下方頂面（３２）および第２マンドレル下方頂面（５４）に渡って延伸する、請求項５に記載の航空機ストリンガ積層アセンブリ（１０）。
【請求項７】
航空機ストリンガ（１０）を積層する方法であって、
第１マンドレル長さ（２０）に沿って第１マンドレル要素（１２）内に複数の剛性低減第１要素（１８）を形成することと、
前記第１マンドレル要素（１２）を成形硬化ブロック（５６）上に配置し、前記複数の剛性低減第１要素（１８）は、前記第１マンドレル要素（１２）が前記成形硬化ブロック（５６）に順応することを可能にすることと、
前記第１マンドレル要素（１２）が前記成形硬化ブロック（５６）に順応されると、複合層アセンブリ（６８）を前記第１マンドレル要素（１２）上に積層することと、
成形複合材ストリンガ（７２）が作成されるように前記複合層アセンブリ（６８）を硬化することと、
を備える、方法。
【請求項８】
前記複数の剛性低減第１要素（１８）は、開放端（３８）とテーパ端（４０）とを含む複数のテーパ状の溝（３６）として形成されており、前記開放端（３８）は第１マンドレル頂面（２２）に沿って配置されており、前記テーパ端（４０）は第１マンドレル側面（２４）に沿って配置されている、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記成形硬化ブロック（５６）と、前記第１マンドレル要素（１２）と、前記複合層アセンブリ（６８）を硬化前に真空バッグアセンブリ（６４）内に密封することをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１マンドレル要素（１２）を前記成形硬化ブロック（５６）に前記硬化前に締め付けることをさらに備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
第２マンドレル長さ（４８）に沿って、第２マンドレル要素（１４）内に複数の剛性低減第２溝（４６）を形成することと、
前記第２マンドレル要素（１４）を前記第１マンドレル要素（１２）付近で前記成形硬化ブロック（５６）上に配置し、前記複数の剛性低減第２溝（４６）は、前記第２マンドレル要素（１４）が前記成形硬化ブロック（５６）に順応することを可能にすることと、
成形複合材ストリンガ（７２）を形成するために、前記複合層アセンブリ（６８）を前記第１マンドレル要素（１２）と前記第２マンドレル要素（１４）との間に積層することと、
をさらに備える、請求項７に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
しかし現在の航空機の設計では、既存のマンドレル技術で実施することが困難である複雑な輪郭およびねじりを必要とする場合がある。現在のマンドレルアセンブリには、金属製のマンドレルまたは複合材マンドレルアセンブリが利用されている。現在の金属製マンドレルは、強い抵抗性を有し、寿命が長い。しかし、これらの金属マンドレルアセンブリを所望の複雑な形状に合わせ、ねじることは困難である。一般の金属マンドレルは、こうした形状へ入れ込むこむためには剛性が高すぎる。したがって従来の方法では、広い範囲で複雑な形状に入れることが可能である複合マンドレルへの転換を行ってきた。しかし、複合層マンドレルは、損傷を受けやすく、金属製のものに比べて寿命が極めて短い。したがって、この利用は、複合材ストリンガの製造においてコストおよび時間の面で望ましくない影響を及ぼしてしまう。
米国特許第２７３９３５０号明細書には、「本発明は、例えばラムエア吸気のような空気源から、航空機のその他の領域へ空調および冷却目的で使用する空気を送るために、航空機で使用するための可塑性ガラス繊維布による中空ダクトを形成する方法および手段に関する」と記載されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
したがって、複合材マンドレルアセンブリの可撓性および有用性と金属製マンドレルアセンブリの弾力性および費用効果が組み合わされた航空機用ストリンガ積層アセンブリが極めて望ましい。
【特許文献１】米国特許第２７３９３５０号明細書
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008521645.tif 000009
【国際調査報告】
2008521645.tif 000010
2008521645.tif 000011
2008521645.tif 000012