(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合Ｒ部充填材ヌードルであって、
三角形の断面構成、並びにコアの長さに沿って延びる第１の表面（５６）、第２の表面（５８）及び第３の表面（６０）を有するコア（５４）であって、前記コアの長さに沿って延びる一方向のプリプレグテープで構築されているコア（５４）と、
前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有し、前記コアの第１の表面上にスタックされる複数のプリプレグファブリックの第１のストリップ（６４）であって、
前記複数の第１のストリップ（６４）は前記コアの前記第１の表面に完全に亘って延びる幅の寸法を有し、前記複数の第１のストリップ（６４）の前記スタックが前記コアの前記第１の表面から離れて、前記複合Ｒ部充填材ヌードルの外部における最も外側の第１のストリップに広がるにつれて、前記複数の第１のストリップ（６４）の幅の寸法が増大する第１のストリップ（６４）と、
前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有し、前記コアの第２の表面上にスタックされる複数のプリプレグファブリックの第２のストリップ（６６）であって、
前記複数の第２のストリップ（６６）は前記コアの前記第２の表面に完全に亘って延びる幅の寸法を有し、前記複数の第２のストリップ（６６）の前記スタックが前記コアの前記第２の表面から離れて、前記複合Ｒ部充填材ヌードルの前記外部における最も外側の第２のストリップに広がるにつれて、前記複数の第２のストリップ（６６）の幅の寸法が増大する第２のストリップ（６６）と、
前記コアの第３の表面上にスタックされる複数のプリプレグファブリックの第３のストリップ（６８）であって、前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有する複数のプリプレグファブリックの第３のストリップ（６８）であって、
前記複数の第３のストリップ（６８）は前記コアの前記第３の表面に完全に亘って延びる幅の寸法を有し、前記複数の第３のストリップ（６８）の前記スタックが前記コアの前記第３の表面から離れて、前記複合Ｒ部充填材ヌードルの前記外部における最も外側の第３のストリップに広がるにつれて、前記複数の第３のストリップ（６８）の幅の寸法が増大する第３のストリップ（６８）と、
を備える、複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項２】
前記コア（５４）の一方向のプリプレグテープが前記コアの前記三角形の断面に引き抜き成形されている、請求項１に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項３】
前記複数の第２のストリップ（６６）と数が異なる前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、請求項１または２に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項４】
多方向に配向された繊維を有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、請求項１から３の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項５】
多方向に配向された繊維を有する前記複数の第２のストリップ（６６）を更に備える、請求項４に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項６】
異なる厚さを有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、請求項１から５の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項７】
前記第１のストリップのスタックに漸増する幅を有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、請求項１から６の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項８】
前記第１のストリップのスタックに漸減する幅を有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、請求項１から７の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
【請求項９】
複合Ｒ部充填材ヌードルを構築する方法であって、
コア（５４）が前記コアの長さに沿って延びる第１、第２及び第３の表面を含む三角形の断面構成に形成された、一方向のプリプレグテープの前記コア（５４）を構築することと、
複数のプリプレグファブリックの第１のストリップ（６４）を前記コアの前記第1の表面に積層することであって、前記複数のプリプレグファブリックの第１のストリップは、前記コアの長さに完全に沿った長さ、及び前記コアの前記第１の表面に完全に亘って延びる幅の寸法を有し、前記複数のプリプレグファブリックの第１のストリップが前記コアの前記第１の表面に、前記複合Ｒ部充填材ヌードルの外部における最も外側のプリプレグファブリックの第１のストリップに積層されるにつれて、前記複数のプリプレグファブリックの第１のストリップの前記幅の寸法が増大する、積層することと、
複数のプリプレグファブリックの第２のストリップ（６６）を前記コアの前記第２の表面に積層することであって、前記複数のプリプレグファブリックの第２のストリップの長さが前記コアの長さに完全に沿って延び、前記複数のプリプレグファブリックの第２のストリップは前記コアの前記第２の表面に完全に亘って延びる幅の寸法を有し、前記複数のプリプレグファブリックの第２のストリップが前記コアの前記第２の表面に、前記複合Ｒ部充填材ヌードルの外部における最も外側のプリプレグファブリックの第２のストリップに積層されるにつれて、前記複数のプリプレグファブリックの第２のストリップの前記幅の寸法が増大する、積層することと、
複数のプリプレグファブリックの第３のストリップ（６８）を前記コアの前記第３の表面に積層することであって、前記複数のプリプレグファブリックの第３のストリップの長さが前記コアの長さに完全に沿って延び、前記複数のプリプレグファブリックの第３のストリップは前記コアの前記第３の表面に完全に亘って延びる幅の寸法を有し、前記複数のプリプレグファブリックの第３のストリップが前記コアの前記第３の表面に、前記複合Ｒ部充填材ヌードルの外部における最も外側のプリプレグファブリックの第３のストリップに積層されるにつれて、前記複数のプリプレグファブリックの第３のストリップの前記幅の寸法が増大する、積層することと、
を含む、方法。
【請求項１０】
前記一方向のプリプレグテープの前記コア（５４）が、前記コアの前記三角形の断面に引き抜き成形されている、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機構築に使用される共硬化された桁又は縦通材用の複合Ｒ部充填材ヌードル（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，  ｒａｄｉｕｓ  ｆｉｌｌｅｒ  ｎｏｏｄｌｅ）に関連する。
【背景技術】
【０００２】
航空機用の複合桁又は縦通材の通常の構築において、２つの「ｃ」字型複合チャネルが、背中合わせに接合され、桁の中央ウェブ並びに上部及び下部フランジが形成される。２つのチャネルの各々が、樹脂を予め含浸させた複数の繊維強化ポリマープライ、又はプリプレグプライで構築される。２つの「ｃ」字型チャネルが接合されると、それらチャネルのＲ部は、中央ウェブがフランジ内に移行する場合に、上部及び下部フランジの中央に沿って小さなｖ字型隙間を形成する。複合Ｒ部充填材は、一般的に「ヌードル」と呼ばれ、通常、これらの隙間を充填するために用いられる。
【０００３】
ヌードルは、一方向のプリプレグテープから構築されている。ヌードルはまた、プリプレグファブリックから構築されることもある。どのように構築されても、ヌードルは、複合桁の上部及び下部フランジの隙間に位置決めされ、桁のチャネルと共硬化される。
【０００４】
硬化中に、温度は、通常、華氏３５０度に達する。桁を加熱し、続いて周囲温度まで冷却すると、ヌードルに亀裂が生じる可能性がある。航空機での使用に際して桁に及ぼされる機械的応力及び／又は熱応力により、最終的な桁構築でもまた、ヌードルに亀裂が生じる可能性がある。ヌードルの亀裂により、桁全体が脆くなる。したがって、桁構築の際に用いられるヌードル全域での亀裂の拡大を防止する又は減らすことにより、複合桁全体を強化させることが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、複合Ｒ部充填材ヌードル、及びヌードル全域での亀裂の拡大を防止するヌードルの構築方法に関連する。ヌードルは、基本的に、一方向の複合プリプレグテープ及び複合プリプレグファブリックストリップから構築される。テープ及びストリップは、ヌードルを構築するための本開示の方法に従って接合され、この場合、万が一、ヌードルのコアに亀裂が生じたとしても、ヌードルの外面及び残りの桁構造への亀裂の拡大が防止される。
【０００６】
ヌードルコアは、三角形の断面構成、及びヌードルが使用されるだろう桁上の隙間の全長を充填するように決定される長さを有する。コアの三角形の構成は、コアの長さに沿って延びるコアの第１、第２及び第３の外面を提供する。コアは、コアの長さに沿って延びる一方向のプリプレグテープで構築される。ヌードルを作成する方法によれば、一方向のプリプレグテープは、コアの三角形の断面構成に引き抜き成形される、又はその他の方法でダイ形成される（ｄｉｅ−ｆｏｒｍｅｄ）だろう。
【０００７】
第１のプリプレグファブリックストリップは、コアの第１の表面を覆う。第１のストリップは、コアの第１の表面の長さに完全に沿って延びる長さ、及びコアの第１の表面を完全に横断して延びる幅を有する。
【０００８】
第２のプリプレグファブリックストリップは、コアの第２の表面を覆う。第２のストリップは、コアの第２の表面の長さに完全に沿って延びる長さ、及びコアの第２の表面を完全に横断して延びる幅を有する。
【０００９】
第３のプリプレグファブリックストリップは、コアの第３の表面を覆う。第３のストリップは、コアの第３の表面の長さに完全に沿って延びる長さ、及びコアの第３の表面を完全に横断して延びる幅を有する。
【００１０】
第４のプリプレグファブリックストリップは、コアの第１の表面上の第１のストリップを覆う。第４のストリップは、第１のストリップの長さを完全に横断して延びる長さを有する。一つの実施形態では、第４のストリップは、第１のストリップの幅よりも大きな幅を有する。別の実施形態では、第４のストリップの幅は、第１のストリップの幅よりも小さい。
【００１１】
第５のプリプレグファブリックストリップは、コアの第２の表面上の第２のストリップを覆う。第５のストリップは、第２のストリップの長さに完全に沿って延びる長さを有する。一つの実施形態では、第５のストリップは、第２のストリップの幅よりも大きな幅を有する。別の実施形態では、第５のストリップは、第２のストリップの幅よりも小さな幅を有する。
【００１２】
第６のプリプレグファブリックストリップは、コアの第３の表面上の第３のストリップを覆う。ファブリックの第６のストリップは、第３のストリップの長さに完全に沿って延びる長さを有する。一つの実施形態では、第６のストリップは、第３のストリップの幅よりも大きな幅を有する。別の実施形態では、第６のストリップは、第３のストリップの幅よりも小さな幅を有する。
【００１３】
第７のプリプレグファブリックストリップは、第４のストリップ及び第１のストリップを覆う。第７のストリップは、第４のストリップの長さに完全に沿って延びる長さを有する。一つの実施形態では、第７のストリップは、第４のストリップを完全に横断して延びる幅を有する。別の実施形態では、第７のストリップは、第４のストリップの幅よりも小さな幅を有する。
【００１４】
第８のプリプレグファブリックストリップは、第５のストリップ及び第２のストリップを覆う。第８のストリップは、第５のストリップの長さに完全に沿って延びる長さを有する。一つの実施形態では、第８のストリップは、第５のストリップの幅を完全に横断して延びる幅を有する。別の実施形態では、第８のストリップは、第５のストリップの幅よりも小さな幅を有する。
【００１５】
第９のプリプレグファブリックストリップは、第６のストリップ及び第３のストリップを覆う。第９のストリップは、第６のストリップの長さに完全に沿って延びる長さを有する。一つの実施形態では、第９のストリップは、第６のストリップの幅を完全に横断して延びる幅を有する。別の実施形態では、第９のストリップは、第６のストリップの幅よりも小さな幅を有する。
【００１６】
前述のヌードルの構築において、ヌードルコアの外面上のファブリックストリップの複数のプライにより、ヌードルコアのサイズを縮小することができ、これにより、熱的に誘導されるマトリックス亀裂がコアで生じる可能性は、恐らく低下することになる。コアの外面上にあるファブリックストリップの複数のプライにより製作されるファブリックジャケットは、ヌードルコアからの亀裂の拡大を防止するために、より高い破壊靱性材料を、コア外側及びコア外側への険しい亀裂経路に提供する。このすべてが、ヌードル外側の構成に影響することなく、遂行される。ヌードルの一方向のコアは、既存の引き抜き機で高速で製作することができ、コア外面上のファブリックストリップは、一方向のコアが取り付けられるのと同時に、桁又は縦通材チャージ（ｓｐａｒ  ｏｒ  ｓｔｒｉｎｇｅｒ  ｃｈａｒｇｅｓ）に取り付けることができる。ファブリックストリップの数及び配向は、所望レベルの機械的強度を実現するために調節することができる。コアの外面上にあるファブリックストリップの数を変更することによっても、コアの大きさを調節することができるのであるが、これは、引き抜き形成により高速で製作するのに十分な大きさにコアを維持しつつ、亀裂を防止するために理想的なより小さなコアを実現するために望ましい。ファブリックストリップの複数のプライは、コアの外面上で組み合わせることができ、又は複数のプライがコアの表面に対して組み合わされる前に、ストリップの平坦な構成の平坦なツール上で組み合わせることもできるだろう。
【００１７】
上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において独立して実現することができ、又は他の実施形態で組み合わされてもよいのであるが、これらのさらなる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解することができる。
【００１８】
本開示の対象となるものの更なる特徴が、以下の記述及び図面で説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】航空機の製造及び保守方法のフロー図である。
【図２】航空機のブロック図である。
【図３】２つの背中合わせの「ｃ」字型複合チャネルにより形成されるｖ字型隙間に取り付けられる、本開示の複合Ｒ部充填材ヌードルの部分斜視図の表示である。
【図４】構築の一つの方法により構築されたヌードルの端面図の表示である。
【図５】ヌードルを構築する方法を実践する際に用いられるプリプレグファブリックストリップの層の端面図の表示である。
【図６】ヌードルを構築する方法で用いられるプリプレグファブリックストリップの層の端面図の表示である。
【図７】ヌードルの変形実施形態の端面図の表示である。
【図８】ヌードルを構築する変形実施形態の表示である。
【図９】図８の方法により構築されたヌードルの変形実施形態の端面図の表示である。
【図１０】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１１】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１２】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１３】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１４】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１５】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１６】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１７】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１８】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図１９】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図２０】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【図２１】ヌードルの先端縁部に沿って接触する一対のプリプレグファブリックストリップ間の相互作用の表示である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
より詳しく図面を参照すると、本開示の実施形態は、図１に示される航空機の製造及び保守方法１０、及び図２に示される航空機１２に照らして記述され得る。製造前の段階では、例示的な方法１０は、航空機１２の仕様及び設計１４と、材料の調達１６とを含み得る。製造段階では、航空機１２の、構成要素及びサブアセンブリの製造１８と、システムインテグレーション２０とが行われる。その後、航空機１２は、認可及び納品２２を経て、運航２４に供される。顧客により運航される間に、航空機１２は、定期的な整備及び保守２６（改造、再構成、改修なども含み得る）が予定される。
【００２１】
方法１０の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレーター（例えば顧客）によって実行又は実施され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者及び主要システムの下請業者を含み、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み、かつ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。
【００２２】
図２に示されるように、例示的方法１０によって製造された航空機１２は、複数のシステム３０及び内装３２を有する機体２８を含み得る。高レベルのシステム３０の例は、推進システム３４、電気システム３６、油圧システム３６、及び環境システム３８のうちの一つ又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用され得る。
【００２３】
本明細書中で実施される装置及び方法は、製造及び保守方法１０の任意の一つ又は複数の段階において用いられ得る。例えば、製造プロセス１８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機１２の運航中に製造される構成要素又はサブアセンブリと類似の方法で作製又は製造され得る。また、一つ又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、若しくはそれらの組み合わせは、例えば、航空機１２の組立を実質的に効率化するか、又は航空機１２のコストを削減することにより、製造段階１８及び２０において利用され得る。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、若しくはそれらの組み合わせのうちの一つ又は複数を、航空機１２の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守２６に利用することもできる。
【００２４】
図３は、２つの背中合わせの「ｃ」字型複合チャネル４４、４６により形成されるｖ字型隙間４２に取り付けられる、本開示の複合Ｒ部充填材ヌードルの部分斜視図の表示である。ｃ字型チャネル４４、４６の上側部分だけが、図３に表示される。ｃ字型チャネル４４、４６は、航空機用の複合桁又は縦通材の通常の構築において使用される。２つのチャネル４４、４６は各々、複数のプリプレグプライで構築される。２つのチャネル４４、４６は、背中合わせに接合され、桁の中央ウェブ４８、並びに桁の上部フランジ５０及び下部フランジを形成するが、図３では、上部フランジのみが示された状態である。図３に示されるように、本開示のヌードル４０は、桁の上部フランジ及び下部フランジに形成されるｖ字型の隙間４２を充填するために構築される。
【００２５】
図４を参照すると、ヌードル４０の端面図は、ヌードル４０構築の詳細を示して表示される。ヌードル４０は、図３に表示されるヌードルの配向から１８０°回転して示される。ヌードルは、基本的に、一方向の複合プリプレグテープ及び複合プリプレグファブリックストリップから構築される。テープ及びストリップは、ヌードルを構築するための本開示の方法に従って接合され、この場合、万が一、ヌードルのコアに亀裂が生じたとしても、ヌードルの外面への亀裂の拡大が防止される。
【００２６】
ヌードル４０は、三角形の断面構成を有するコア５４で構築される。コア５４は、桁上のｖ字型隙間の全長を充填するように決定される長さを有する。コア５４の三角形の構成は、コアの第１の外面５６、第２の外面５８及び第３の外面６０を提供する。これらの外面の各々は、コア５４の長さに対して延びる。コアの第１の表面５６は、平坦である。この表面は、桁フランジ５０の中央に形成される隙間４２の上部全域に延びるだろう。第２の表面５８及び第３の表面は、湾曲している。これらの表面は、ｖ字型隙間１２の下部に形成されるＲ部の湾曲と一致するだろう。コア５４は、コアの長さに沿って延びる一方向のプリプレグテープで構築される。コア５４は、三角形のヌードルのストリップ間を先端まで延びるコア５４とともに記述されるストリップの層内部の全領域を充填する。コア５４を構築する際に、他の材料は使用されない。ヌードルを作成する方法１０によれば、一方向のプリプレグテープは、示されるコアの三角形の断面構成に引き抜き成形される、又はその他の方法でダイ形成されるだろう。
【００２７】
第１のプリプレグファブリックストリップ６４は、コアの第１の表面５６を覆う。第１のストリップ６４は、コアの第１の表面５６の長さに完全に沿って延びる長さ、及びコアの第１の表面５６を完全に横断して延びる幅を有する。図面に表示されるヌードル４０の例では、第１のストリップ６４の幅は、およそ０．７３８インチである。
【００２８】
第２のプリプレグファブリックストリップ６６は、コアの第２の表面５８を覆う。第２のストリップ６６は、コアの第２の表面５８の長さに完全に沿って延びる長さ、及びコアの第２の表面５８を完全に横断して延びる幅を有する。図面に表示されるヌードル４０の例では、第２のストリップ６６の幅は、およそ０．５９３インチである。
【００２９】
第３のプリプレグファブリックストリップ６８は、コアの第３の表面６０を覆う。第３のストリップ６８は、コアの第３の表面６０の長さに完全に沿って延びる長さ、及びコアの第３の表面６０を完全に横断して延びる幅を有する。図面に表示されるヌードル４０の例では、第３のストリップ６８の幅は、第２のストリップ６６の幅と実質的に同一であり、およそ０．５９３インチである。
【００３０】
第４のプリプレグファブリックストリップ７２は、コアの第１の表面５６上の第１のストリップ６４を覆う。第４のストリップ７２は、第１のストリップ６４の長さを完全に横断して延びる長さを有する。図４に示される実施形態では、第４のストリップ７２は、第１のストリップ６４の幅よりも大きな幅を有する。別の実施形態では、第４のストリップ７２’の幅は、第１のストリップ６４’の幅よりも小さい。この実施形態は、図８及び図９で表示される。
【００３１】
第５のプリプレグファブリックストリップ７４は、コアの第２の表面５８上の第２のストリップ６６を覆う。第５のストリップ７４は、第２のストリップ６６の長さに完全に沿って延びる長さを有する。図４に示される実施形態では、第５のストリップ７４は、第２のストリップ６６の幅よりも大きな幅を有する。別の実施形態では、第５のストリップ７４’は、第２のストリップ６６’の幅よりも小さな幅を有する。この実施形態は、図８及び図９で表示される。
【００３２】
第６のプリプレグファブリックストリップ７６は、コアの第３の表面６０上のストリップ６８を覆う。第６のストリップ７６は、第３のストリップ６８の長さに完全に沿って延びる長さを有する。図４に示される実施形態では、第６のストリップ７６は、第３のストリップ６８の幅よりも大きな幅を有する。別の実施形態では、第６のストリップ７６’は、第３のストリップ６８’の幅よりも小さな幅を有する。この実施形態は、図８及び図９で表示される。
【００３３】
第７のプリプレグファブリックストリップ８０は、第４のストリップ７２及び第１のストリップ６４を覆う。第７のストリップ８０は、第４のストリップ７２の長さに完全に沿って延びる長さを有する。図４に示される実施形態では、第７のストリップ８０は、第４のストリップ７２より大きく、かつ第４のストリップ７２を完全に横断して延びる幅を有する。別の実施形態では、第７のストリップ８０’は、第４のストリップ７２’の幅よりも小さな幅を有する。この実施形態は、図８及び図９で表示される。
【００３４】
第８のプリプレグファブリックストリップ８２は、第５のストリップ７４及び第２のストリップ６６を覆う。第８のストリップ８２は、第５のストリップ７４の長さに完全に沿って延びる長さを有する。図４に示される実施形態では、第８のストリップ８２は、第５のストリップ７４の幅より大きく、かつ第５のストリップ７４の幅を完全に横断して延びる幅を有する。別の実施形態では、第８のストリップ８２’は、第５のストリップ７４’の幅よりも小さな幅を有する。この実施形態は、図８及び図９で表示される。
【００３５】
第９のプリプレグファブリックストリップ８４は、第６のストリップ７６及び第３のストリップ６８を覆う。第９のストリップ８４は、第６のストリップ７６の長さに完全に沿って延びる長さを有する。図４に示される実施形態では、第９のストリップ８４は、第６のストリップ７６の幅より大きく、かつ第６のストリップ７６の幅を完全に横断して延びる幅を有する。別の実施形態では、第９のストリップ８４’は、第６のストリップ７６’の幅よりも小さな幅を有する。この実施形態は、図８及び図９で表示される。
【００３６】
前述の図４に示されたヌードル４０の実施形態は、コア５４の３つの表面各々の上にあるプリプレグファブリックストリップの３つのプライで構築されているが、ヌードルは、もっと少ないファブリックのプライ又はもっと多いファブリックのプライで構築することもできるだろう。例えば、図７に表示されるヌードルは、ヌードルコアの３つの表面の各々の上にあるプリプレグファブリックストリップの４つのプライで構築されている。
【００３７】
ヌードル４０のストリップの各々は、光レーザーテンプレート（ＯＬＴ）により補助される大きさに切断される。ＯＬＴは、基本的に、平坦なツール表面上又は構築されている桁上のガントリーに装着される数値制御されたレーザーシステムである。ＯＬＴは、ストリップが切断され、次に建造される間、ストリップ各々のアウトラインをツール又はパーツ上に投影する。ストリップは、スタックされる間、各投影されたアウトライン上に建造される。ストリップスタックは、平らに積層され（２つ、３つ又は４つのストリップが高位に）、内部空洞又は隙間４２に隣接しているｃ字型チャネル４４、４６及び桁上部フランジ５０の表面上に取り付けられる（反転されるか反転されないかのどちらかで）。コア５４の任意の過充填は、コアを製作するために使用される一方向のプリプレグテープの幅に基づき変更可能である。コア５４は、任意の方法により製作又は形成することができる。先ほど述べられたように、引き抜き形成は、製作速度に基づく製作の現在の選択肢である。ストリップの数及びストリップの幅もまた、変更できる。この組み合わせにより、他のヌードルよりも多くの設計空間が可能になる。例えば、有限要素法（ＦＥＭ）テストの結果は、コア５４が、ピーク応力を最小化するためにある程度の面積である必要があると決定するために、使用することができる。次いで、隙間４２の適切な過充填を実現し、亀裂保護の量（ストリップが増えれば、等しく保護も増える）と、更にはストリップ積層物の剛性とを調整するように、大きさを決定することができる（ストリップ積層物の配向に基づくＦＥＭの結果を迅速に統合することができる）。代替的には、同一のコアを利用する、異なる大きさの２つのヌードルを設計することが可能である。
【００３８】
図５は、コアの第１の表面５６に適用されるストリップ６４、７２、８０のスタックの表示である。図６は、コアの第２の表面５８に適用されるストリップ６６、７４、８２のスタックの表示である。コアの第３の表面６０に適用されるストリップ６８、７６、８４のスタックは、図６に示されるスタックと同一だろう。図４に表示されるヌードル４０の実施形態を構築する際、コア５４それぞれの表面５６、５８、６０への適用に先立ち、ストリップがまずスタックされ、次にひっくり返される。
【００３９】
図８は、切断されたストリップがコアの表面に適用されている表示であり、この場合、スタックの最大幅のストリップがコア表面に適用されている。これは、図９で表示されるヌードル４０’の実施形態を製作する。
【００４０】
ヌードル４０の遠位先端縁部に沿って接触するファブリックストリップのプライは、基本的に３つの方法で一体化する。これらは、図１０から図２１に表示され、これらの図は、プライがヌードルの遠位先端縁部で一体化すると、ヌードル４０の最大幅のストリップの遠位縁部間で可能な相互作用を示している。図１０から図２１は、図４、図７及び図９に示されるような、第７のストリップ８０、８０’又はヌードルのベースストリップの縁部の、第９のストリップ８４、８４’又はヌードルの右サイドストリップとの相互作用の例を表示する。図４、図７及び図９に示されるような、第７のストリップ８０、８０’又はヌードル４０のベースストリップ、並びにヌードルの左遠位端先端における第８のストリップ８２、８２’は、図１０から図２１に示される相互作用の鏡像であろうと理解されるべきである。
【００４１】
図１０から図１３に表示されるように、最大幅のサイドストリップ又は第９のストリップ８４、８４’の端縁部は、同一の終点９０で最大幅のベースストリップ又は第７のストリップ８０、８０’と相互作用する。
【００４２】
代替的には、最大幅のサイドストリップ又は第９のストリップ８４、８４’の端縁部は、図１４から図１７に表示されるように、最大幅のベースストリップ又は第７のストリップ８０、８０’の端縁部をわずかに越えて延びる。
【００４３】
更に、最大幅のベースストリップ又は第７のストリップ８０、８０’の端縁部は、図１８から図２１に表示されるように、最大幅のサイドストリップ又は第９のストリップ８４、８４’の端縁部をわずかに越えて延びる。 
【００４４】
最大幅のサイドストリップ又は第９のストリップ８４、８４’の端縁部と最大幅のベースストリップ又は第７のストリップ８０、８０’との間の相互作用ごとに、ストリップ端縁部が、図１０、図１１、図１４、図１５、図１８及び図１９に表示されるような斜角縁部、又は図１２、図１３、図１６、図１７、図２０及び図２１に表示されるような角ばった縁部で終了するように、ストリップ端縁部を任意の角度で切断することができる。
【００４５】
また更に、最大幅のサイドストリップ又は第９のストリップ８４、８４’の端縁部は、図１０、図１２、図１４、図１６、図１８及び図２０に表示されるような共接触部（ｃｏ−ｔａｎｇｅｎｃｙ）９２の小さな面積に沿って、最大幅のベースストリップ又は第７のストリップ８０、８０’の端縁部と接触することができる、若しくは端縁部は、図１１、図１３、図１５、図１７、図１９及び図２１に表示されるような単一点９４のみで接触し得る。
【００４６】
前述のヌードルの構築において、ヌードルコアの外面上のファブリックストリップの複数のプライにより、ヌードルコアのサイズを縮小することができ、これにより、熱的に誘導されるマトリックス亀裂がコアで生じる可能性は、恐らく低下することになる。コアの外面上にあるファブリックストリップの複数のプライにより製作されるファブリックジャケットは、ヌードルコアからの亀裂の拡大を防止するために、より高い破壊靱性材料を、コア外側及びコア外側への険しい亀裂経路に提供する。このすべてが、ヌードル外側の構成に影響することなく、遂行される。ヌードルの一方向のコアは、既存の引き抜き機で高速で製作することができ、コア外面上のファブリックストリップは、一方向のコアが取り付けられるのと同時に、桁又は縦通材チャージ（ｓｐａｒ  ｏｒ  ｓｔｒｉｎｇｅｒ  ｃｈａｒｇｅｓ）に取り付けることができる。ファブリックストリップの数、厚さ及び繊維配向は、所望レベルの機械的強度を実現するために調節することができる。例えば、複数の第１のストリップは、異なる方向に配向された繊維及び異なる厚さを有することができるだろう。さらに、複数の第２のストリップもまた、異なる方向に配向された繊維を有することなどができるだろう。コアの外面の上にあるファブリックストリップの数を変更することによっても、コアの大きさを調節することができるのであるが、これは、引き抜き形成により高速で製作するのに十分な大きさにコアを維持しつつ、亀裂を防止するために理想的なより小さなコアを実現するために望ましい。ファブリックストリップの複数のプライは、コアの外面上で組み合わせることができ、又は複数のプライがコアの表面に対して組み合わされる前に、ストリップの平坦な構成の平坦なツール上で組み合わせることもできるだろう。
【００４７】
本開示の態様によれば、複合Ｒ部充填材ヌードルであって：三角形の断面構成、並びにコアの長さに沿って延びる第１、第２及び第３の表面を有するコアであって、コアの長さに沿って延びる一方向のプリプレグテープで構築されているコアであって、一方向のプリプレグテープは、コアの三角形の断面に引き抜き成形されている、コアと；コアの第１の表面上のプリプレグファブリックの第１のストリップであって、コアの長さに完全に沿って延びる長さと、コアの第１の表面を完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第１のストリップと；コアの第２の表面上のプリプレグファブリックの第２のストリップであって、コアの長さに完全に沿って延びる長さと、コアの第２の表面を完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第２のストリップと；コアの第３の表面上のプリプレグファブリックの第３のストリップであって、コアの長さに完全に沿って延びる長さと、コアの第３の表面を完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第３のストリップとを備える、複合Ｒ部充填材ヌードルが提供される。
【００４８】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、第１のストリップ上のプリプレグファブリックの第４のストリップであって、第１のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第１のストリップを完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第４のストリップと；第２のストリップ上のプリプレグファブリックの第５のストリップであって、第２のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第２のストリップを完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第５のストリップと；第３のストリップ上のプリプレグファブリックの第６のストリップであって、第３のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第３のストリップを完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第６のストリップとを更に備える。
【００４９】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、第１のストリップ上のプリプレグファブリックの第４のストリップであって、第１のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第１のストリップの幅より小さな幅とを有する、プリプレグファブリックの第４のストリップと；第２のストリップ上のプリプレグファブリックの第５のストリップであって、第２のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第２のストリップの幅より小さな幅とを有する、プリプレグファブリックの第５のストリップと；第３のストリップ上のプリプレグファブリックの第６のストリップであって、第３のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第３のストリップの幅より小さな幅とを有する、プリプレグファブリックの第６のストリップとを更に備える。
【００５０】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、第４のストリップ上のプリプレグファブリックの第７のストリップであって、第４のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第４のストリップの幅を完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第７のストリップと；第５のストリップ上のプリプレグファブリックの第８のストリップであって、第５のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第５のストリップの幅を完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第８のストリップと；第６のストリップ上のプリプレグファブリックの第９のストリップであって、第６のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第６のストリップの幅を完全に横断して延びる幅とを有する、プリプレグファブリックの第９のストリップとを更に備える。
【００５１】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、第４のストリップ上のプリプレグファブリックの第７のストリップであって、第４のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第４のストリップの幅より小さな幅とを有する、プリプレグファブリックの第７のストリップと；第５のストリップ上のプリプレグファブリックの第８のストリップであって、第５のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第５のストリップの幅より小さな幅とを有する、プリプレグファブリックの第８のストリップと；第６のストリップ上のプリプレグファブリックの第９のストリップであって、第６のストリップの長さに完全に沿って延びる長さと、第６のストリップの幅より小さな幅とを有する、プリプレグファブリックの第９のストリップとを更に備える。
【００５２】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、異なる方向に配向された繊維を有する第４及び第１のストリップと、異なる方向に配向された繊維を有する第５及び第２のストリップと、異なる方向に配向された繊維を有する第６の及び第３のストリップとを更に備える。
【００５３】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、異なる方向に配向された繊維を有する第４及び第１のストリップと、異なる方向に配向された繊維を有する第５及び第２のストリップと、異なる方向に配向された繊維を有する第６の及び第３のストリップとを更に備える。
【００５４】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、異なる厚さを有する第４及び第１のストリップと、異なる厚さを有する第５及び第２のストリップと、異なる厚さを有する第６の及び第３のストリップとを更に備える。
【００５５】
有利には、複合Ｒ部充填材ヌードルは、厚さが異なる第４及び第１のストリップと、厚さが異なる第５及び第２のストリップと、厚さが異なる第６の及び第３のストリップとを更に備える。
【００５６】
本発明の範囲から逸脱せずに、本明細書中に記載され図示された装置の構築及びその装置の構築方法に様々な改良を加えることができるであろうから、先ほどの記述に含まれ、添付図面に示されたすべての対象となるものは、限定というよりむしろ例示として解釈されたい。したがって、本開示の幅広さ及び範囲は、先述の例示的実施形態のうちの任意のものによって限定されるべきではなく、本明細書に添付される以下の特許請求の範囲及びそれらと同等のものによってのみ定義されるべきである。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
複合Ｒ部充填材ヌードルであって、
三角形の断面構成、並びにコアの長さに沿って延びる第１の表面（５６）、第２の表面（５８）及び第３の表面（６０）を有するコア（５４）と、
前記コアの第１の表面上にスタックされる複数のプリプレグファブリックの第１のストリップ（６４）であって、前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有する複数のプリプレグファブリックの第１のストリップ（６４）と、
前記コアの第２の表面上にスタックされる複数のプリプレグファブリックの第２のストリップ（６６）であって、前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有する複数のプリプレグファブリックの第２のストリップ（６６）と、
前記コアの第３の表面上にスタックされる複数のプリプレグファブリックの第３のストリップ（６８）であって、前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有する複数のプリプレグファブリックの第３のストリップ（６８）と
を備える、複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様２）
前記コアの長さに沿って延びる一方向のプリプレグテープで構築されている前記コア（５４）を更に備える、態様１に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様３）
前記コアの前記三角形の断面に引き抜き成形されている、前記コア（５４）の一方向のプリプレグテープを更に備える、態様２に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様４）
前記複数の第２のストリップ（６６）と数が異なる前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、態様１から３の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様５）
異なる方向に配向された繊維を有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、態様１から４の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様６）
異なる方向に配向された繊維を有する前記複数の第２のストリップ（６６）を更に備える、態様５に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様７）
異なる厚さを有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、態様１から６の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様８）
前記第１のストリップのスタックに漸増する幅を有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、態様１から７の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様９）
前記第１のストリップのスタックに漸減する幅を有する前記複数の第１のストリップ（６４）を更に備える、態様１から８の何れか一項に記載の複合Ｒ部充填材ヌードル。
（態様１０）
複合Ｒ部充填材ヌードルを構築する方法であって、
コア（５４）が前記コアの長さに沿って延びる第１、第２及び第３の表面を含む三角形の断面構成を有した状態で、前記ヌードルの前記コア（５４）を一方向のプリプレグテープで形成することと、
複数の第１のストリップの長さが前記コアの長さに完全に沿って延びた状態で、前記コアの第１の表面上にスタックされる複数のプリプレグファブリックの第１のストリップ（６４）を適用することと、
複数のプリプレグファブリックの第２のストリップ（６６）が前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有した状態で、前記コアの第２の表面上にスタックされる前記複数のプリプレグファブリックの第２のストリップ（６６）を適用することと、
複数のプリプレグファブリックの第３のストリップ（６８）が前記コアの長さに完全に沿って延びる長さを有した状態で、前記コアの第３の表面上にスタックされる前記複数のプリプレグファブリックの第３のストリップ（６８）を適用することと
を含む、方法。
（態様１１）
前記コア（５４）を、前記コアの前記三角形の断面に引き抜き成形された一方向のプリプレグテープで形成することを更に含む、態様１０に記載の方法。
【符号の説明】
【００５７】
１０  方法
４０  ヌードル
４２  隙間
４４、４６  チャネル
４８  中央ウェブ
５０  上部フランジ
５４  コア
５６  第１の表面
５８  第２の表面
６０  第３の表面
６４、６６、６８、７２、７４、７６、８０、８２、８４  ストリップ
９０  終点
９２  共接触部
９４  単一点
【図１】
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【図２】
0006542021.tif 000003
【図３】
0006542021.tif 000004
【図４】
0006542021.tif 000005
【図５】
0006542021.tif 000006
【図６】
0006542021.tif 000007
【図７】
0006542021.tif 000008
【図８】
0006542021.tif 000009
【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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