(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の翼の一面を形成する補強付き複合材料翼外皮を製造するための装置であって、
複数の個別の形成ブロックモジュール（５８）を備える形成セル（６８）であって、該複数の個別の形成ブロックモジュール（５８）上で複合材料のプリプレグを複合積層板補剛材（５２）に別々に形成することができる形成セル（６８）と、
前記複合積層板補剛材（５２）を配置して硬化させることができる複数の硬化ツールモジュール（６０）と、
複合積層板補剛材（５２）が各々に配置された前記硬化ツールモジュール（６０）を一体に組み立て、互いに位置決めされた関係に保持することができる補剛材組み立てセル（８２）と、
硬化の準備を整えた前記複合積層板補剛材（５２）に複合材料の外皮（５０）が配置される最終組み立てセル（１４６）と、
を備え、
前記複合積層板補剛材（５２）は、前記複合材料の外皮（５０）の内面上に一体に形成される、装置。
【請求項２】
前記複合材料の外皮（５０）および前記複合積層板補剛材（５２）を圧縮するための真空バッグをさらに備え、
前記真空バッグが、前記硬化ツールモジュール（６０）にそれぞれ組み合わせられて前記硬化ツールモジュール（６０）にシールされる複数の個別の真空バッグセグメント（９８）を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記個別の形成ブロックモジュール（５８）の各々が、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメント（７０）を含み、該形成ブロックセグメント（７０）を、前記複合積層板補剛材（５２）のうちの１つの複合積層板補剛材（５２）の所望の局所的な属性を形成するように調節することができる請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記硬化ツールモジュール（６０）の各々が、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメント（８８）を含み、該硬化ツールセグメント（８８）の位置を、前記複合積層板補剛材（５２）のうちの１つの複合積層板補剛材（５２）の局所的な属性に一致するように調節することができる請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記硬化ツールモジュール（６０）を、前記補剛材組み立てセル（８２）から前記最終組み立てセル（１４６）にスライドさせることができる請求項１に記載の装置。
【請求項６】
航空機の翼の一面を形成する外皮（５０）の内面上に一体に形成される複合積層板補剛材（５２）を製造するための装置であって、
複数の個別の形成ブロックモジュール（５８）と、
複数の硬化ツールモジュール（６０）と、
を備え、
前記複数の個別の形成ブロックモジュール（５８）上で複合材料のプリプレグを複合積層板補剛材（５２）に形成でき、前記形成ブロックモジュール（５８）の各々が細長く、複合積層板補剛材（５２）の複数の属性のいずれかを形成するように該形成ブロックモジュール（５８）の長さに沿って構成可能であり、
前記複数の硬化ツールモジュール（６０）上で前記複合積層板補剛材（５２）を硬化させることができ、前記硬化ツールモジュール（６０）の各々が細長く、前記形成ブロックモジュール（５８）上で形成された前記複合積層板補剛材（５２）に実質的に一致するように該硬化ツールモジュール（６０）の長さに沿って構成可能である装置。
【請求項７】
前記個別の形成ブロックモジュール（５８）の各々が、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメント（７０）を含む請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記硬化ツールモジュール（６０）を互いに位置決めされた関係に保持するためのホルダをさらに備える請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記硬化ツールモジュール（６０）の各々が、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメント（８８）を含む請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記複合積層板補剛材の各々を圧縮するための真空バッグをさらに備え、
前記真空バッグが、前記硬化ツールセグメントを覆ってそれぞれシールされる複数の別々の真空バッグセグメント（９８）を含む請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記真空バッグセグメント（９８）が、まとめてシールされる請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
航空機の翼の一面を形成する補強付き複合材料翼外皮を製造する方法であって、
複数の形成ブロックモジュール（５８）の各々を組み立てるステップ（１７４）であって、複数の形成ブロックセグメント（７０）を同一直線上に配置して調節するステップを含むステップ（１７４）と、
前記形成ブロックモジュール（５８）の各々を覆って複合材料のプリプレグを形成することによって補剛材（５２）を製造するステップ（１８０）と、
前記補剛材（５２）を載せて硬化させることができる複数の硬化ツールモジュール（６０）の各々を組み立てるステップ（１８２）であって、複数の硬化ツールセグメント（８８）を前記補剛材（５２）の形状に一致するように同一直線上に配置して調節するステップを含むステップ（１８２）と、
前記補剛材（５２）を前記形成ブロックモジュール（５８）から前記硬化ツールモジュール（６０）に移すステップ（６６）と、
前記硬化ツールモジュール（６０）を並べて配置することによって複数の補剛材（５２）を組み立てるステップ（１９０）と、
複合材料の外皮（５０）を前記複数の組み立てられた補剛材（５２）上に配置するステップ（１９６）と、
前記複合材料の外皮（５０）および前記組み立てられた補剛材（５２）を硬化させるステップ（２０２）と、
を含み、
前記補剛材（５２）は、前記複合材料の外皮（５０）の内面上に一体に形成される、方法。
【請求項１３】
前記組み立てられた補剛材（５２）および前記外皮（５０）を真空バギングするステップ（１９２）であって、前記硬化ツールモジュール（６０）をそれぞれ覆って真空バッグセグメント（９８）をシールするステップを含むステップ（１９２）
をさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記真空バッグセグメント（９８）を排気すべく前記硬化ツールモジュール（６０）の真空系統（９４）を使用して前記真空バッグセグメント（９８）を前記硬化ツールモジュール（６０）に引き寄せるステップ
をさらに含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複合材料の外皮（５０）が、外形付けられており、
前記形成ブロックセグメント（７０）を同一直線上に配置して調節するステップが、前記複合材料の外皮（５０）の外形に実質的に一致するように前記形成ブロックセグメント（７０）を調節するステップを含む請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、補強付き複合材料パネル（ｓｔｉｆｆｅｎｅｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｐａｎｅｌ）の製造に関し、さらに詳しくは、構成変更可能なモジュール式の設備を使用して補強付き外皮の形成、組み立て、および硬化を行うための方法および装置を取り扱う。
【背景技術】
【０００２】
航空機の翼の外皮などの複合材料パネルを強化および補強するために、パネルに複合補剛材を取り入れることができる。例えば、航空機の複合材料製の翼外皮を、翼の翼長方向に延伸し、接着または同時硬化の技術によって外皮に取り付けられる複合材料の縦材で補強することができる。
【０００３】
補強付きの外皮を硬化させるために使用される既存の設備は、典型的に、大型で重く、製造するのに高価につく。外皮が、縦材とともに硬化ツール上に直接レイアップされ、次いで真空バギングが行われる。縦材、外皮、バギング、および関連の品目の配置および組み立てが順次に実行され、結果として仕掛品（ＷＩＰ）のフロー時間が比較的長くなる。これらの長いフロー時間ゆえに、所望の生産速度を達成するために、多数の同一なツールセットが必要になりうる。これらの追加のツールセットは、資本コストおよび必要な工場の床面積の両方を増大させる。さらに、縦材が外皮に取り付けられるときに縦材をレイアップし、取り扱い、保護し、正確に位置決めするために、追加の硬化設備および関連の特殊なツールも典型的に必要である。これらの追加のツールも、大型かつ高価となる可能性があり、資本コスト、ツールの準備時間、および必要な床面積をさらに増やすことになる。
【０００４】
既存の設備における他の問題は、縦材および外皮をレイアップ（ｌａｉｄ  ｕｐ）した後で、縦材および外皮を覆って真空バギングを設置する必要性に関する。これにより、パネルを完全に組み立てた後でなければバギングを設置することができず、したがってバギングのフロー時間が重大な製造経路の一部となる。
【０００５】
したがって、翼外皮パネルなどの補強付き複合材料パネルを製造するための方法および装置であって、設備および関連の床面積の要件を軽減し、製造の流れの速度を高める方法および装置について、ニーズが存在する。また、上述の形式の方法および装置であって、ＷＩＰの量およびツールの転換を減らすべく、レイアップ、接着組み立て、およびバギングの作業を並列に処理することを可能にする方法および装置について、ニーズが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
開示される実施形態は、航空機の翼外皮などの補強付き複合材料パネルを製造するための方法および装置であって、設備のコスト、組み立てに必要な床面積、およびＷＩＰのフロー時間を減らす方法および装置を提供する。レイアップ、形成、接着、およびバギングのプロセスを、互いに直列にではなく、並列に実行することを可能にするモジュール式のツールが使用される。より小さくてより単純な製造設備が、資本コストを削減し、製造の柔軟性をもたらす。モジュール式のツールの各々が、レイアップ、形成、および硬化の際に外形および凹凸などの部分ごとの属性（ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）を制御する同一直線上に配置される個々のセグメントを備える。ツールセグメントは、種々のサイズ、形状、外形、および他の属性を有する部品のレイアップおよび硬化を可能にし、あるいは補剛材の工学的な変更を迅速に実行するために構成変更可能である。ツールが、比較的軽量であり、硬化時間を短縮することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一開示の実施形態によれば、複合積層板からなる部品を製造するための装置が提供される。装置は、複合積層板が表面において形成されるように構成された少なくとも１つの形成ブロックモジュールを備える。形成ブロックモジュールは、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメントを含み、各々の形成ブロックセグメントが、複合積層板の局所的な属性を形成するように構成される。装置は、各々の形成ブロックセグメントの位置を支持および調節するための支持アセンブリをさらに備えることができる。形成ブロックセグメントは、支持アセンブリ上に着脱可能に取り付けられ、所望の長さの形成ブロックモジュールを組み立てることができる。各々の形成ブロックセグメントを、支持アセンブリ上でスライドさせて調節することができる。形成ブロックモジュールは細長く、その長さに沿って外形付けられた形成面を備える。さらに装置は、形成された複合積層板を載せて硬化させるように構成された少なくとも１つの硬化ツールモジュールを備えることができ、硬化ツールモジュールは、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメントを含み、各々の硬化ツールセグメントは、形成された複合積層板の局所的な形状を硬化の際に維持するように構成される。各々の硬化ツールセグメントは、真空バッグを硬化ツールセグメントに引き寄せるように構成された真空系統を備える。
【０００８】
別の開示の実施形態によれば、複合積層板補剛材を製造するための装置が提供される。装置は、複数の個別の形成ブロックモジュールを備え、これらの形成ブロックモジュール上で複合材料のプリプレグを複合積層板補剛材に形成することができ、各々の形成ブロックモジュールは細長く、複合積層板補剛材の複数の属性のいずれかを形成するように各々の形成ブロックモジュールの長さに沿って構成可能である。さらに装置は、複数の硬化ツールモジュールを備え、これらの硬化ツールモジュール上で複合積層板補剛材を硬化させることができ、各々の硬化ツールモジュールは細長く、形成ブロックモジュールにおいて形成された複合積層板補剛材に実質的に一致するように各々の硬化ツールモジュールの長さに沿って構成可能である。個別の形成ブロックモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメントを含む。さらに装置は、硬化ツールモジュールを互いに位置決めされた関係に保持および固定するためのロック装置を備える。硬化ツールモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメントを含む。さらに装置は、複合積層板補剛材の各々を圧縮するための真空バッグを備える。真空バッグは、硬化ツールセグメントを覆ってそれぞれシールされる複数の別々の真空バッグセグメントを含む。真空バッグセグメントは、まとめてシールされる。各々の硬化ツールセグメントは、真空バッグの真空引きのために真空源に接続されるように構成された一体の真空系統を備える。
【０００９】
さらに別の実施形態によれば、補強付き複合材料翼外皮パネルを製造するための装置が提供される。装置は、複数の個別の形成ブロックモジュールと、複数の個別の硬化ツールモジュールとを備える形成セルを備え、形成ブロックモジュール上で複合材料のプリプレグを複合積層板補剛材に別々に形成することができ、硬化ツールモジュール上に複合積層板補剛材を配置して硬化させることができる。さらに装置は、複合積層板補剛材がそれぞれに配置されている硬化ツールモジュールを一体に組み合わせて互いに位置決めされた関係に保持することができる補剛材組み立てセルと、硬化の準備を整えた複合積層板補剛材上に複合材料の外皮を配置する最終組み立てセルとを備える。さらに装置は、複合材料の外皮および複合積層板補剛材を圧縮するための真空バッグを備えることができる。真空バッグは、硬化ツールモジュールにそれぞれ組み合わせられてシールされる複数の個別の真空バッグセグメントを備える。個別の形成ブロックモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメントを含み、これらの形成ブロックセグメントを、１つの複合積層板補剛材の所望の局所的な属性を形成するように調節することができる。硬化ツールモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメントを含み、これらの硬化ツールセグメントの位置を、１つの複合積層板補剛材の局所的な属性に一致するように調節することができる。硬化ツールモジュールは、補剛材組み立てセルから最終組み立てセルにスライド可能である。
【００１０】
さらなる実施形態によれば、複合補剛材を製造する方法が提供される。この方法は、複合補剛材の局所的な属性を形成するように各々が構成された複数の形成ブロックセグメントを同一直線上に配置することによって少なくとも１つの形成ブロックモジュールを組み立てるステップと、形成ブロックを覆って複合材料のプリプレグを形成することによって複合補剛材を形成するステップとを含む。この方法は、形成された複合補剛材を硬化ツールに移動させるステップと、形成された複合補剛材を硬化ツール上で硬化させるステップとをさらに含む。この方法は、複数の硬化ツールセグメントを同一直線上に配置することによって硬化ツールを組み立てるステップをさらに含むことができ、各々の硬化ツールセグメントが、形成された複合補剛材の局所的な属性に一致する形状および配置を有する。
【００１１】
さらに別の実施形態によれば、補強付き複合材料翼外皮を製造する方法が提供される。この方法は、複数の形成ブロックセグメントを同一直線上に配置および調節し、複数の形成ブロックモジュールの各々を組み立てるステップと、前記形成ブロックモジュールの各々を覆って複合材料のプリプレグを形成することによって補剛材を生成するステップと、補剛材の形状に一致するように複数の硬化ツールセグメントを同一直線上に配置および調節し、補剛材を硬化させることができる複数の硬化ツールモジュールの各々を組み立てるステップとを含む。この方法は、補剛材を形成ブロックモジュールから硬化ツールモジュールに移動させるステップと、硬化ツールモジュールを並べて配置することによって複数の補剛材を組み立てるステップと、複数の組み立てられた補剛材の上に複合材料の外皮を配置するステップと、複合材料の外皮および組み立てられた補剛材を硬化させるステップとをさらに含む。この方法は、硬化ツールモジュールを覆ってそれぞれ真空バッグセグメントをシールして、組み立てられた補剛材および外皮の真空バギングを行うステップと、真空バッグセグメントを排気するために、硬化ツールモジュール上の真空系統を使用して真空バッグセグメントを硬化ツールモジュールに引き寄せるステップとを含むことができる。
【００１２】
さらなる実施形態によれば、補強付き複合材料翼外皮を製造する方法であって、それぞれに複合補剛材が配置されるように構成された複数の硬化ツールモジュールを組み合わせるステップと、真空バッグセグメントを使用して硬化ツールモジュールの真空バギングを個別に行うステップとを含む方法が提供される。この方法は、真空バッグセグメントをまとめてシールするステップと、複合補剛材を覆って複合材料の外皮を配置するステップと、複合材料の外皮を覆ってコールプレートを配置するステップと、真空バッグセグメントをコールプレートにシールするステップとをさらに含む。この方法は、複合補剛材を硬化ツールモジュール上にそれぞれ配置する前に、真空バッグセグメントを硬化ツールモジュールにそれぞれ引き寄せるステップをさらに含む。この方法は、複合補剛材および外皮を硬化させるステップと、真空バッグセグメントを硬化ツールモジュールから取り除くステップと、硬化ツールモジュールを製造に戻すステップとを含む。
【００１３】
またさらなる実施形態によれば、補強付き複合材料翼外皮を製造する方法であって、複数の複合補剛材を個別の形成ツール上でそれぞれ形成するステップと、形成された複合補剛材を硬化ツールにそれぞれ移動させるステップと、硬化ツールを一体に組み立てることによって複合補剛材を組み立てるステップとを含む方法が提供される。この方法は、組み立てられた複合補剛材上に複合材料の外皮を配置するステップと、複合材料の外皮および組み立てられた複合補剛材を硬化させるステップとをさらに含む。この方法は、硬化後の複合材料の外皮および硬化後の複合補剛材を組み立てられた硬化ツールから取り外すステップと、硬化ツールを分解するステップと、硬化ツールをさらなる複合補剛材の硬化のために製造に戻すステップとをさらに含むことができる。
【００１４】
さらに、本発明は、以下の条項による実施形態を含む。
【００１５】
条項１．
複合積層板部品を製造するための装置であって、
少なくとも１つの形成ブロックモジュールを備え、該形成ブロックモジュールが、該形成ブロックモジュール上で複合積層板が形成されるように構成されており、該形成ブロックモジュールが、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメントを含み、各々の形成ブロックセグメントが、複合積層板の局所的な属性を形成するように構成されている装置。
【００１６】
条項２．
前記各々の形成ブロックセグメントの位置を支持および調節するための支持アセンブリをさらに備える条項１の装置。
【００１７】
条項３．
前記形成ブロックセグメントが、所望の長さの形成ブロックモジュールを組み立てることができるように前記支持アセンブリ上に着脱可能に取り付けられる条項２の装置。
【００１８】
条項４．
前記各々の形成ブロックセグメントが、前記支持アセンブリ上でスライドによって調節可能である条項２の装置。
【００１９】
条項５．
前記形成ブロックモジュールが細長く、該形成ブロックモジュールの全長にわたって外形付けられた成形面を備える条項１の装置。
【００２０】
条項６．
少なくとも１つの硬化ツールモジュール
をさらに備え、
前記硬化ツールモジュールは、形成された複合積層板を該硬化ツールモジュール上で硬化させるように構成され、該硬化ツールモジュールは、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメントを含み、各々の硬化ツールセグメントは、前記形成された複合積層板の局所的な形状の形状を硬化の際に維持するように構成されている条項１の装置。
【００２１】
条項７．
前記各々の硬化ツールセグメントが、真空バッグを該硬化ツールセグメントに引き寄せるように構成された真空系統を備える条項６の装置。
【００２２】
条項８．
複合積層板補剛材を製造するための装置であって、
複数の個別の形成ブロックモジュールと、
複数の硬化ツールモジュールと
を備え、
前記複数の個別の形成ブロックモジュール上で複合材料のプリプレグを複合積層板補剛材に形成でき、前記形成ブロックモジュールの各々が細長く、複合積層板補剛材の複数の属性のいずれかを形成するように該形成ブロックモジュールの長さに沿って構成可能であり、
前記複数の硬化ツールモジュール上で前記複合積層板補剛材を硬化させることができ、前記硬化ツールモジュールの各々が細長く、前記形成ブロックモジュール上で形成された前記複合積層板補剛材に実質的に一致するように該硬化ツールモジュールの長さに沿って構成可能である装置。
【００２３】
条項９．
前記個別の形成ブロックモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメントを含む条項８の装置。
【００２４】
条項１０．
前記硬化ツールモジュールを互いに位置決めされた関係に保持するためのホルダ
をさらに備える条項８の装置。
【００２５】
条項１１．
前記硬化ツールモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメントを含む条項８の装置。
【００２６】
条項１２．
前記複合積層板補剛材の各々を圧縮するための真空バッグをさらに備え、該真空バッグが、前記硬化ツールセグメントを覆ってそれぞれシールされる複数の別々の真空バッグセグメントを含む条項１１の装置。
【００２７】
条項１３．
前記真空バッグセグメントが、まとめてシールされる条項１２の装置。
【００２８】
条項１４．
前記硬化ツールセグメントの各々が、前記真空バッグの真空を引くために真空源に接続されるように構成された一体の真空系統を備える条項１２の装置。
【００２９】
条項１５．
補強付き複合材料翼パネルを製造するための装置であって、
複数の個別の形成ブロックモジュールを備え、該複数の個別の形成ブロックモジュール上で複合材料のプリプレグを複合積層板補剛材に別々に形成することができる形成セルと、
前記複合積層板補剛材を載せて硬化させることができる複数の個別の硬化ツールモジュールと、
各々に複合積層板補剛材が載せられた前記硬化ツールモジュールを一体に組み立てて互いに位置決めされた関係に保持できる補剛材組み立てセルと、
硬化の準備を整えた前記複合積層板補剛材に複合材料の外皮が配置される最終組み立てセルと
を備える装置。
【００３０】
条項１６．
前記複合材料の外皮および前記複合積層板補剛材を圧縮するための真空バッグ
をさらに備え、
前記真空バッグが、前記硬化ツールモジュールにそれぞれ組み合わせられて前記硬化ツールモジュールにシールされる複数の個別の真空バッグセグメントを含む条項１５の装置。
【００３１】
条項１７．
前記個別の形成ブロックモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメントを含み、該形成ブロックセグメントを、前記複合積層板補剛材のうちの１つの複合積層板補剛材の所望の局所的な属性を形成するように調節することができる条項１５の装置。
【００３２】
条項１８．
前記硬化ツールモジュールの各々が、同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメントを含み、該硬化ツールセグメントの位置を、前記複合積層板補剛材のうちの１つの複合積層板補剛材の局所的な属性に一致するように調節することができる条項１５の装置。
【００３３】
条項１９．
前記硬化ツールモジュールを、前記補剛材組み立てセルから前記最終組み立てセルにスライドさせることができる条項１５の装置。
【００３４】
条項２０．
複合補剛材を製造する方法であって、
複合補剛材の局所的な属性を形成するように各々が構成された複数の形成ブロックセグメントを同一直線上に配置することによって少なくとも１つの形成ブロックモジュールを組み立てるステップと、
前記形成ブロックを覆って複合材料のプリプレグを形成することによって複合補剛材を形成するステップと、
前記形成された複合補剛材を硬化ツールに移動させるステップと、
前記形成された複合補剛材を前記硬化ツール上で硬化させるステップと
を含む方法。
【００３５】
条項２１．
前記形成された複合補剛材の局所的な属性に一致するような形状および位置を各々が有する複数の硬化ツールセグメントを同一直線上に配置することによって前記硬化ツールを組み立てるステップ
をさらに含む条項２０の方法。
【００３６】
条項２２．
補強付き複合材料翼外皮を製造する方法であって、
複数の形成ブロックセグメントを同一直線上に配置して調節し、複数の形成ブロックモジュールの各々を組み立てるステップと、
前記形成ブロックモジュールの各々を覆って複合材料のプリプレグを形成することによって補剛材を製造するステップと、
前記補剛材の形状に一致するように複数の硬化ツールセグメントを同一直線上に配置して調節し、前記補剛材を載せて硬化させることができる複数の硬化ツールモジュールの各々を組み立てるステップと、
前記補剛材を前記形成ブロックモジュールから前記硬化ツールモジュールに移動させるステップと、
前記硬化ツールモジュールを並べて配置することによって複数の前記補剛材を組み立てるステップと、
前記複数の組み立てられた補剛材上に複合材料の外皮を配置するステップと、
前記複合材料の外皮および前記組み立てられた補剛材を硬化させるステップと
を含む方法。
【００３７】
条項２３．
前記硬化ツールモジュールをそれぞれ覆って真空バッグセグメントをシールすることで、前記組み立てられた補剛材および前記外皮を真空バギングするステップ
をさらに含む条項２２の方法。
【００３８】
条項２４．
前記真空バッグセグメントを排気するために前記硬化ツールモジュール上の真空系統を使用して前記硬化ツールモジュールに前記真空バッグセグメントを引き寄せるステップ
をさらに含む条項２３の方法。
【００３９】
条項２５．
前記複合材料の外皮が、外形付けられており、
前記形成ブロックセグメントを同一直線上に配置して調節するステップが、前記複合材料の外皮の外形に実質的に一致するように前記形成ブロックセグメントを調節するステップを含む条項２２の方法。
【００４０】
条項２６．
補強付き複合材料翼外皮を製造する方法であって、
複合補剛材が載せられるように各々が構成された複数の硬化ツールモジュールを組み立てるステップと、
真空バッグセグメントを使用して前記硬化ツールモジュールを個別に真空バギングするするステップと、
前記真空バッグセグメントをまとめてシールするステップと、
前記複合補剛材を覆って複合材料の外皮を配置するステップと、
前記複合材料の外皮を覆ってコールプレートを配置するステップと、
前記真空バッグセグメントを前記コールプレートにシールするステップと
を含む方法。
【００４１】
条項２７．
前記複合補剛材を前記硬化ツールモジュール上にそれぞれ配置する前に、前記硬化ツールモジュールに前記真空バッグセグメントをそれぞれ引き寄せるステップ
をさらに含む条項２６の方法。
【００４２】
条項２８．
前記複合補剛材および前記外皮を硬化させるステップと、
前記真空バッグセグメントを前記硬化ツールモジュールから取り除くステップと、
前記硬化ツールモジュールを製造に戻すステップと
をさらに含む条項２６の方法。
【００４３】
条項２９．
補強付き複合材料翼外皮を製造する方法であって、
複数の複合補剛材を個別の形成ツール上でそれぞれ形成するステップと、
前記形成された複合補剛材を硬化ツールにそれぞれ移動させるステップと、
前記硬化ツールを一体に組み立てることによって前記複合補剛材を組み立てるステップと、
複合材料の外皮を前記複合補剛材上に配置するステップと、
前記複合材料の外皮および前記組み立てられた複合補剛材を硬化させるステップと
を含む方法。
【００４４】
条項３０．
前記硬化した複合材料の外皮および硬化した複合補剛材を前記組み立てられた硬化ツールから取り外すステップと、
前記硬化ツールを分解するステップと、
前記硬化ツールをさらなる複合補剛材の硬化のために製造に戻すステップと
を含む条項２９の方法。
【００４５】
これらの特徴、機能、および利点は、本発明の種々の実施形態において独立して達成されることができ、あるいは以下の説明および図面を参照してさらなる詳細を理解することができるさらに他の実施形態において組み合わせられてもよい。
【００４６】
例示の実施形態に特有であると考えられる新規な特徴が、添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、例示の実施形態、ならびに好ましい使用の態様、そのさらなる目的および利点は、本発明の例示の実施形態の以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて検討することによって、最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】開示の方法および装置に従って製造される補強付き複合材料翼外皮パネルの平面図を示している。
【図２】図１の線２−２に沿って得た断面図であり、パネルの外形は示されていない。
【図３】図１において図３と指定された方向の図を示しており、翼外皮パネルの外形を示している。
【図４】図１に示した翼外皮パネルを製造するための装置の概略のブロック図を示している。
【図５】図４に示した形成ブロックモジュールのうちの１つの端面図を示している。
【図６】形成セルの長さの側面図を示しており、１つの形成ブロックモジュールの個別の形成ブロックセグメントを示している。
【図７】図１に示した翼外皮パネルに用いられる補剛材を形成するために必要な形成ブロックモジュールの長さを示す平面図を示しており、翼外皮の大まかな輪郭が想像線で示されている。
【図８】図５と同様の図であるが、形成ブロックモジュール上に配置された部分積層板が示されている。
【図９】図８と同様の図であるが、形成ブロックモジュールに下方に形成されている部分積層板の縁が示されている。
【図１０】図９と同様の図であるが、形成ブロックモジュールから持ち上げられる形成済みの補剛材が示されている。
【図１１】図４に示した硬化ツールモジュールのうちの１つの端面図を示している。
【図１２】支持具上に調節可能に取り付けられた図１１に示した硬化ツールモジュールの長さの側面図を示しており、個別の硬化ツールセグメントを示している。
【図１３】図１に示した翼外皮パネルに用いられる補剛材を形成するために必要な硬化ツールモジュールの長さを示す平面図を示しており、翼外皮の大まかな輪郭が想像線で示されている。
【図１４】図１１と同様の図であるが、硬化ツールモジュールを覆ってシールされた真空バッグセグメントが示されている。
【図１５】図１４と同様の図であるが、真空バッグセグメントを覆って硬化ツールモジュールに配置される形成済みの積層板補剛材が示されている。
【図１６】硬化ツールモジュールの補剛材組み立てセルへの移動の方法を示す端面図を示している。
【図１７】補剛材組み立てセルの長さの側面図を示している。
【図１８】図１７に示した補剛材組み立てセルの端面図を示している。
【図１９】一体に固定されたいくつかの硬化ツールモジュールを示す拡大端面図を示しており、充填材ヌードルが隣り合う補剛材レイアップの間に設置されようとしている。
【図２０】図１９において図２０と指定された領域の図であり、真空バッグのシールをよりよく示している。
【図２１】補剛材組み立てセルの端面図を示しており、互いに固定および位置決めされた硬化ツールモジュール上の組み立てられた補剛材が示されている。
【図２２】図２１と同様の図であるが、最終組み立てセルも示している。
【図２３】図２２と同様の図であるが、最終組み立てセルに途中まで移動させられた補剛材アセンブリが示されている。
【図２４】最終組み立てセルの硬化ラックに移動させられた補剛材アセンブリを示す端面図を示している。
【図２５】図２４において図２５と指定された方向の図を示している。
【図２６】図２４と同様の端面図であるが、補剛材アセンブリに配置されつつある翼外皮が示されている。
【図２７】図２６において図２７と指定された方向の図を示している。
【図２８】補剛材アセンブリ上に配置された翼外皮および翼外皮を覆って設置されようとしているコールプレートを示す図である。
【図２９】図２８において図２９と指定された方向の図を示している。
【図３０】翼外皮上に設置されたコールプレートを示している端面図である。
【図３１】図３０において図３１と指定された方向の図を示している。
【図３２】最終組み立てセルの端面図であり、組み立てられた真空バッグセグメントをコールプレートにシールする方法を示している。
【図３３】図３２と同様の図であるが、硬化作業の準備において排気された真空バッグを示している。
【図３４】硬化ツールアセンブリから取り外された補剛材アセンブリおよびコールプレートの端面図を示している。
【図３５】製造に戻される硬化ツールアセンブリを示す端面図である。
【図３６】モジュール式のツール構成要素を使用して補強付き複合材料翼外皮パネルを製造する方法のフロー図を示している。
【図３７】航空機の製造および保守点検方法のフロー図を示している。
【図３８】航空機のブロック図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
最初に図１、図２、および図３を参照すると、開示される実施形態は、補強付きの翼外皮パネル４８などの補強付き複合材料パネルを製造するための方法および装置を提供する。翼外皮パネル４８は、翼弦方向５６および／または翼長方向５４の１つ以上の外形付けられた領域５５を含むことができる。翼外皮パネル４８は、繊維補強エポキシなどの複合積層板であってよく、あるいは内側および外側の複合積層板の外皮の間に芯（図示されていない）が挟まれているサンドイッチ構造であってよい複合材料製の翼外皮５０を備える。
【００４９】
複合材料製の翼外皮５０は、互いにおおむね平行に配置されて翼外皮パネル４８の翼長方向５４に延伸している複数の複合積層板補剛材５２によって補強および強化される。翼外皮パネル４８の翼弦方向５６における補剛材５２の間の間隔は、用途によってさまざまであってよい。翼外皮パネル４８は、翼弦方向５６および／または翼長方向５４の１つ以上の外形付けられた領域５５を含むことができる。複合積層板補剛材５２は、全長にわたり、翼外皮５０の外形あるいは他の局所的な形状または属性に沿っている。用途に応じて、複合積層板補剛材５２は、翼外皮５０に接着されてよく、あるいは翼外皮５０と一緒に硬化させられてもよい。図示の実施形態においては、補剛材５２が、溝状のおおむねＣ字形の断面を有している刃状の横梁であるが、補剛材５２は、翼の荷重を伝達する１つ以上のレッグによる他の断面形状を有することができる。いくつかの場合、翼外皮パネル４８は、特定の翼の荷重の要件を満たすように、異なる断面形状を有する横梁または他の補剛材５２の組み合わせを採用することができる。翼外皮パネル４８が示されているが、開示される方法および装置は、さまざまな用途に使用される他の種類の補強パネルの製造にも使用することが可能である。
【００５０】
次に、開示される装置の機能コンポーネントを広く示している図４に目を向ける。補剛材形成セル６８が、複合材料のプリプレグ（図示されていない）をレイアップして所望の補剛材形状を個別に形成するために使用される複数の個々の形成ブロックモジュール５８を備える。さらに詳しく後述されるように、各々の形成ブロックモジュール５８は、プリプレグを所望の補剛材形状に局所的に形成するためにそれぞれに組み立ておよび調節が可能である複数の構成変更可能な形成ブロックセグメント（図４には示されていない）を備える。形成後に、補剛材５２は、形成ブロックモジュール５８から取り出され、硬化の際に補剛材５２の形状を支持および維持するために使用される硬化ツールモジュール６０に移動６６させられる。各々の硬化ツールモジュール６０は、硬化のプロセスにおいて補剛材３２の局所的な部分を支持するようにそれぞれに組み立ておよび調節が可能である複数の構成変更可能な硬化ツールセグメント（図４には示されていない）を備える。
【００５１】
補剛材５２は、硬化ツールモジュール６０を互いに位置決めされた関係にて硬化ツールアセンブリ６２に組み立てる補剛材組み立てセル８２に硬化ツールモジュール６０を移動させることによって補剛材アセンブリ６２に組み立てられる。次いで、硬化ツールアセンブリ６２および補剛材アセンブリ１４８が、複合材料の外皮５０を補剛材アセンブリ４２上に配置する最終組み立てセル１４６に移される。コールプレート（ｃａｕｌ  ｐｌａｔｅ）（図４には示されていない）を、複合材料の外皮５０を覆って配置することができ、その後に複合材料の外皮５０および補剛材アセンブリ１４８が真空バギングされ、次いでオーブンまたはオートクレーブ（図示されていない）において硬化させられる。図４から、補剛材５２の形成および硬化に用いられる設備が、モジュール式であり、複数の個別の補剛材５２を並行して形成して硬化に備えることができることを、理解できるであろう。さらに、形成ブロックモジュール５８および硬化ツールモジュール６０のどちらも、異なる長さ、外形、断面形状、および局所的な属性を有する補剛材５２を製造するために構成変更可能であるため、必要な設備の量が少なくて済む。さらに、翼外皮パネル４８が２つ以上の異なる断面形状を有する補剛材５２を使用する場合に、形成ブロックモジュール５８および硬化ツールモジュール６０を、必要に応じて構成および混合することができる。
【００５２】
次に、図５、図６、および図７を参照すると、すでに述べたように、補剛材形成セル６８が、補剛材５２を所望の長さ、外形、および／または断面形状に形成するように個別に構成できる複数の形成ブロックモジュール５８を含む。各々の形成ブロックモジュール５８は、図６に最もよく見て取ることができるように端部同士を向かい合わせて同一直線上に配置される複数の形成ブロックセグメント７０を備える。各々の形成ブロックセグメント７０は、これに限られるわけではないが機械加工された炭素繊維補強プラスチックなど、任意の適切な材料から形成でき、補剛材５２の局所的な属性を形成するために必要なすべての成形面を有している。例えば、図示の実施形態においては、Ｃ字形の断面を有する刃状の横梁の形態の補剛材５２を、３つの連続的な成形面７０ａ、７０ｂ、７０ｃを各々が有している形成ブロックセグメント７０を使用し、これらの成形面に手作業によるレイアップまたは自動化された技術を使用して複合材料のプリプレグを形成することによって、形成することができる。
【００５３】
各々の形成ブロックセグメント７０は、工場の床８１または他の表面に位置する支持アセンブリ７６に調節可能８０に取り付けられたスタンドオフ７２に支持されている。形成ブロックセグメント７０を、取り付け具７４などの任意の適切な手段によってスタンドオフ７２に取り付けることができる。スタンドオフ７２を支持アセンブリ７６上の所望の位置に取り付けることによって、スタンドオフ７２の高さ、したがって形成ブロックセグメント７０の位置を調節可能にするために、かんぬきアセンブリ（図示されていない）または他の機構を使用することができる。いくつかの実施形態においては、スタンドオフ７２における形成ブロックセグメント７０の位置を調節することが可能であってもよい。典型的な実施形態においては、形成ブロックセグメント７０が、補剛材５２上の特定の位置における翼外皮の外形５５（図３）に実質的に一致する外形７８を形成するように、支持アセンブリ上で調節されている。図には示されていないが、形成ブロックセグメント７０は、翼外皮５０または補剛材５２のいずれかにおけるプライダブラ（ｐｌｙ  ｄｏｕｂｌｅｒ）またはジョグ（ｊｏｇ）など、補剛材５２の他の局所的な属性を形成すべく、形成用の形状を含むことができ、さらには／あるいは調節されることができる。
【００５４】
各々の形成ブロックモジュール５８の形成ブロックセグメント７０の数は、形成される個々の補剛材５２の長さに依存することができる。例えば、図７を参照すると、翼外皮パネル４８の翼弦方向５６（図１）における種々の位置において翼外皮５０（外皮の輪郭５０ａによって示されている）の全長にわたって延伸している補剛材５２を形成するために、異なる長さの６つの形成ブロックモジュール５８が必要である。種々の輪郭形状または長さを有する翼外皮パネルのための補剛材５２を形成するために、単に形成ブロックセグメント７０を必要に応じて個々の形成ブロックモジュール５８から取り除き、あるいは個々の形成ブロックモジュール５８に追加すればよい。
【００５５】
図８、図９、および図１０が、形成ブロックモジュール５８のうちの１つに形成される補剛材５２を順に示している。複合材料のプリプレグが、プライの数および各プライの繊維の向きを指示する所定のプライ計画に従って、一度に１プライずつ、または２つ以上のプライを含む部分積層板８３としてレイアップ８４される。プライまたは部分積層板８３のレイアップ８４の際に、プリプレグのプライの縁８３ａが、形成ブロックモジュール５８のフランジ面７０ａ、７０ｂ（図８）へと下方に形成される。この方法で、プライまたは部分積層板８３が、補剛材５２の厚さ全体が形成されるまでレイアップ８４される。
【００５６】
補剛材５２は、上述のように形成ブロックモジュール５８上にレイアップされて形成された後で、図１０に示されるように形成ブロックモジュール５８から取り外され、図１１および１２に示される硬化ツールモジュール６０に移される。硬化ツールモジュール６０は、図１２に最もよく見て取ることができるように同一直線上に配置される複数の硬化ツールセグメント８８を備える。各々の硬化ツールセグメント８８は、工場の床８１または他の支持面上に位置する支持アセンブリ９６に調節可能に支持されたスタンドオフ９２に取り付けられる。スタンドオフ９２が、支持アセンブリ９６においてスライド可能８５であることで、各々の硬化ツールセグメント８８の位置を、形成ブロックモジュール５８のうちの１つにおいて形成された補剛材５２の局所的な表面に一致するように調節することができる。各々の硬化ツールモジュール６０は、後述される目的の横リブ９０を備える。すでに説明した形成ブロックモジュール５８と同様に、硬化ツールセグメント８８は、翼外皮５０に対応するために必要な補剛材５２に相当する長さの硬化ツールモジュール６０を形成するように構成される（図１３に、翼外皮５０の輪郭５０ａが種々の長さの硬化ツールモジュール６０に重ねて図示されている）。各々の硬化ツールモジュール６０は、後述される機能を有する真空源（図示されていない）に接続されるように構成された一体の真空系統９４をさらに備えることができる。
【００５７】
次に図１４を参照すると、硬化のための準備における補強付き翼外皮パネルの真空バギングのプロセスの一部として、真空バッグセグメント９８が、各々の硬化ツールモジュール６０を覆って配置され、シールテープ１０２または同様の適切なシール材によって各々の硬化ツールモジュール６０にシールされる。真空バッグセグメント９８は、実質的に可撓な伝統的な材料で作られ、再使用可能であっても、再使用可能でなくてもよい。真空バッグセグメント９８は、図１４に示されるように設置された後で、図１１に示した硬化ツールモジュール６０内の一体の真空系統９４を使用して真空バッグセグメント９８を排気することによって、硬化ツールモジュール６０にぴったりと引き寄せられる。真空バッグセグメント９８を硬化ツールモジュール６０にぴったりと引き寄せた状態で、形成された複合補剛材５２が、真空バッグセグメント９８に重ねて硬化ツールモジュール６０に配置１００される。次に、適切なシール材テープを備えることができるシール１０４が、シールテープ１０２に重ねて、真空バッグセグメント９８の全長にわたって延伸するように、真空バッグセグメント９８の下縁に沿って配置される。
【００５８】
次に、図１６、図１７、および図１８に目を向けると、硬化ツールモジュール６０を補剛材組み立てセル８２に移動させる方法が示されている。図１６に示されるように、支持アセンブリ９６に枢動可能に取り付けられたブリッジ１０８が、補剛材組み立てセル８２の高所の硬化ツール組み立てテーブル１１８に揃うように回転１１０させられる。高所の硬化ツール組み立てテーブル１１８は、支持体１１６上に取り付けられた一連の横梁を備えることができ、支持体１１６は、これらの横梁を、作業者が硬化ツールモジュール６０の直下の領域にアクセスできる高さ１１２にて、工場の床または他の表面１１４の上方に取り付けることができる。ブリッジ１０８が上方位置に回転させられた状態で、硬化ツールモジュール６０をブリッジ１０８を横切って硬化ツール組み立てテーブル１１８にスライド１０６させることができ、次いでブリッジ１０８を下降させ、次の硬化ツールモジュール６０を硬化ツール組み立てテーブル１１８に移動させるための準備において、硬化ツールモジュール６０が取り付けられた別の支持アセンブリ９６を補剛材組み立てセル８２に運ぶことができる。あるいは、硬化ツールモジュール６０を、グループとして高所の硬化ツール組み立てテーブル１１８に配置および組み立てでき、次いで補剛材５２を待機中の硬化ツールモジュール６０に１つずつ移動させることで、補剛材５２を個別の支持アセンブリ９６から移動させる必要をなくすことができる。
【００５９】
次に、図１９、図２０、および図２１を参照すると、硬化ツールモジュール６０が、あらかじめ選択された指定の位置に互いに向かってスライドさせられる。硬化ツールモジュール６０の指定の位置は、硬化ツールモジュール６０を単一の硬化ツールアセンブリ６２として一体に保持するロックバー１２４を設置することによって維持される。ロックバー１２４は、クランプまたは着脱可能な固定具などの任意の適切な手段によって、各々の硬化ツールモジュール６０に着脱可能に取り付けられる。横リブ９０が、真空バッグセグメント９８の保持を助けることができ、シール１０２、１０４の安定化／絶縁を助けることができる。
【００６０】
補剛材５２が補剛材アセンブリ１４８を形成すべく集められるときに、半径による溝１２６が、隣接する補剛材５２の間に形成されうる。半径による溝１２６を、例えば折り曲げられたフィルム接着材またはプリプレグ（ただし、これらに限られない）を備えることができる充填材または「ヌードル（ｎｏｏｄｌｅ）」１２８を使用して埋めることができる。図２１が、完成した補剛材アセンブリ１４８を有している位置決めされた硬化ツールアセンブリ６２を示している。さらに、図２１は、硬化ツール組み立てテーブル１１８の一端に枢動可能に取り付けられた回転式のブリッジ１３２を示している。
【００６１】
次に、図２２から図２５に目を向けると、補剛材組み立てセル８２から最終組み立てセル１４６への硬化ツールアセンブリ６２および補剛材アセンブリ１４８の移動に関係する工程が示されている。図２２に示されるとおり、硬化ツール組み立てテーブル１１８のブリッジ１３２が、最終組み立てセル１４６の一部を形成する硬化ラック１３６上の支持面１３８と揃うように上昇位置に回転させられる。硬化ラック１３６は、支持面１４４上をスライド移動するようにレール１４２に取り付けられている。図２３から図２５に示されるとおり、ブリッジ１３２が上方位置にある状態で、硬化ツールアセンブリ６２および補剛材アセンブリ１４８を、硬化ツール組み立てテーブル１１８およびブリッジ１３２を横切って硬化ラック１３６上にスライドさせることができる。
【００６２】
次に図２６および図２７を参照すると、硬化ラック１３６を、複合材料の外皮５０を補剛材アセンブリ１４８に配置するために使用されるマニピュレータ１５０の付近の位置までレール１４２に沿って移動させることができる。マニピュレータ１５０は、吸着カップ１５２またはマニピュレータ１５０が外皮５０を補剛材アセンブリ１４８に配置１５４するときに外皮５０を着脱可能に保持するための他の適切な保持手段を含むことができる任意の適切な自動設備を備えることができる。別の実施形態においては、マニピュレータ１５０を、補剛材アセンブリ１４８が最終組み立てセル１４６への移動に先立って図２１に示されるように高所の硬化ツール組み立てテーブル１１８上にあるときに外皮５０を補剛材アセンブリ１４８に配置するように使用することができる。
【００６３】
図２８から図３１を参照すると、外皮５０を補剛材アセンブリ１４８に配置１５８した状態で、翼の外皮パネル５０のバギングおよび硬化の準備において、コールプレート１５６が外皮５０に配置１５８される。次に、図３２に示されるように、翼の外皮パネル５０の真空バギングが、真空バッグセグメント９８の外周を適切なシール材１６０を使用してコールプレート１５６にシールすることによって完成される。真空バッグをシールした状態で、それまでに真空バッグセグメント９８を硬化ツールモジュール６０に保持していた硬化ツールモジュール６０内の真空を解放し、補剛材アセンブリ１４８および外皮５０を囲んでいる真空バッグ内の空間を排気することによって、加えられる真空が逆にされる（図３３を参照）。
【００６４】
真空バッグを排気した状態で、硬化ラック１３６を、硬化ツールアセンブリ６２および補剛材アセンブリ１４８と一緒に、補剛材アセンブリ１４８を硬化させるオーブンまたはオートクレーブ（図示されていない）に移動させることができる。図３４に示されるように、硬化後に、コールプレート１５６が除去１６２され、硬化した補剛材アセンブリ１４８が、硬化ツールアセンブリ６２から離れるように持ち上げられる。次いで、真空バギングの材料を、引き外しまたは切除によって、硬化した補剛材アセンブリ１４８から取り除くことができる。図には示されていないが、シール１０２が真空バッグセグメント９８に付着したままになり、真空バッグセグメント９８と一緒に持ち上げられる。図３５に示されるように、硬化した補剛材アセンブリ１４８を硬化ツールアセンブリ６２から取り外した後で、硬化ラック１３６を高所の硬化ツール組み立てテーブル１１８の付近にスライドさせることができ、ブリッジ１３２が、次の補剛材５２の組を受け取る準備において硬化ツールアセンブリ６２を硬化ラック１３６からテーブルに再びスライド１７２させることができる位置に回転させられる。
【００６５】
次に、図３６に目を向けると、すでに説明した翼外皮パネル４８などの補強付き複合材料パネルを製造する方法の各工程が大まかに示されている。１７４において、複数の個々の形成ブロックモジュール５８が組み立てられる。個々の形成ブロックモジュール５８は、ステップ１７６に示されるように個別の形成ブロックセグメント７０を同一直線上に配置し、ステップ１７８において個別の形成ブロックセグメント７０を所望の外皮の外形または他の外皮の属性に一致するように調節することによって組み立てられる。１８０において、複合補剛材５２が、複合材料のプリプレグを形成ブロックモジュール５８で覆ってレイアップすることによって、個々の形成ブロックモジュール５８上に形成される。
【００６６】
ステップ１８２において、複数の硬化ツールモジュール６０が、ステップ１８４において硬化ツールモジュールセグメント８８を同一直線上に配置し、ステップ１８４において個々の硬化ツールセグメント８８を外皮の外形または他の外皮の属性に一致するように調節することによって組み立てられる。ステップ１８８において、真空バッグセグメント９８が、各々の硬化ツールモジュール６０に取り付けられ、各々の硬化ツールモジュール６０にシールされる。ステップ１９０において、補剛材５２が、硬化ツールモジュール６０を並べて配置し、互いに位置決めされた関係にて一体に固定することによって補剛材アセンブリ１４８に組み立てられる。次いで、ステップ１９２において、真空バッグセグメント９８がシール１０４を使用してつなぎ合わせられ、あるいは一体に溶接することによってつなぎ合わせられる。角部充填材またはヌードル１２８を、ステップ１９４において、必要に応じて、補剛材５２の間の半径による溝１２６に設置することができる。ステップ１９６において、複合材料の外皮５０が、補剛材アセンブリ１４８上に配置される。次いで、コールプレート１５６が、ステップ１９８において外皮５０を覆って取り付けられる。ステップ２００において、複合材料の外皮表面が真空バギングされ、その後に組み立てられた補剛材アセンブリ１４８および外皮５０が、ステップ２０２においてオートクレーブまたはオーブンで硬化させられる。ステップ２０３において、コールプレート１５６が持ち上げられ、翼外皮パネル４８が、バギング材料を引き離し、あるいは切除することによって、バギングから取り出される。ステップ２０５において、組み立てられた硬化ツールモジュール６０の固定が解除され、次いで次の補剛材５２の組を組み立てる準備において、硬化ツールモジュール６０を、再び高所の硬化ツール組み立てテーブル１１８に移動させることによって、製造に直接的に戻すことができる。個々の硬化ツールモジュール６０を覆う真空バッグセグメント９８の使用の結果として、製造に戻される前の前の硬化ツールモジュール６０の清掃を不要にすることができ、したがって設備の迅速な転換を可能にし、非稼働の時間を減らすことによって、製造プロセスを高速にすることができる。
【００６７】
本開示の実施形態は、特に例えば航空宇宙、海洋、および自動車の用途を含む運送業、ならびに補強付き複合材料パネルを使用することができる他の用途など、考えられるさまざまな用途において使途を見付けることができる。したがって、ここで図３７および図３８を参照し、本発明の実施形態を、図３７に示されるとおりの航空機の製造および保守点検方法２０４ならびに図３８に示されるとおりの航空機２０６の文脈において使用することができる。開示される実施形態の航空機の用途は、例えばいくつかの例を挙げると、これに限られるわけではないが、翼、水平尾翼、および垂直尾翼を含むことができる。製造の前段階において、典型的な方法２０４は、航空機２０６の仕様および設計２０８ならびに材料調達２１０を含むことができる。製造において、航空機２０６の構成要素および部分組立品の製造２１２ならびにシステム統合２１４が行われる。その後に、航空機２０６を、認証および搬送２１６を経て就航２１８させることができる。顧客による就航中に、航空機２０６について、定期的な整備および保守点検２２０（改良、構成変更、改修、などを含んでもよい）が計画される。
【００６８】
方法２０４の各プロセスを、システムインテグレータ、第三者、および／または運用者（例えば、顧客）によって実行または実施することができる。この説明の目的において、システムインテグレータは、これらに限られるわけではないが、任意の数の航空機メーカーおよび主要なシステムの下請け業者を含むことができ、第三者は、これらに限られるわけではないが、任意の数の製造供給元、下請け業者、およびサプライヤを含むことができ、運用者は、航空会社、リース企業、軍、サービス組織（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）、などであってよい。
【００６９】
図３８に示されるように、典型的な方法２０４によって製造される航空機２０６は、複数のシステム２２４および内部２２６を有する機体２２２を備えることができる。高度なシステム２２４の例として、推進システム２２８、電気システム２３０、油圧システム２３２、および環境システム２３４のうちの１つ以上が挙げられる。任意の数の他のシステムも含まれてよい。航空宇宙の例が示されているが、本発明の原理は、海洋および自動車産業などの他の産業にも適用可能である。
【００７０】
本明細書において具現化されるシステムおよび方法を、製造および保守点検方法２０４の各段階のうちの任意の１つ以上において使用することができる。例えば、製造プロセス２１２に対応する構成要素または部分組立品を、航空機２０６が就航中であるときに製造される構成要素または部分組立品と同様の方法で製作または製造することができる。また、１つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、またはこれらの組み合わせを、例えば航空機２０６の組み立てを大幅に促進し、あるいは航空機２０６のコストを大幅に削減することによって、製造の段階２１２および２１４において利用することができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、またはこれらの組み合わせの１つ以上を、航空機２０６が就航中であるときに、例えばこれに限られるわけではないが整備および保守点検２２０に利用することができる。
【００７１】
種々の例示の実施形態の説明は、例示および説明の目的のために提示されており、すべてを述べ尽くそうとするものでも、開示の種類の実施形態への限定を意図するものでもない。多数の変更および変種が、当業者にとって明らかであろう。さらに、種々の例示の実施形態は、他の例示の実施形態と比べて異なる利点をもたらすことができる。選択された実施形態は、実施形態の原理および実際の応用を最も上手く説明するとともに、当業者が種々の実施形態の開示を想定される個々の使途に適した種々の変更と併せて理解することができるように、選択および説明されている。
【符号の説明】
【００７２】
３２  補剛材
４２  補剛材アセンブリ
４８  翼外皮パネル
５０  複合材料製の翼外皮、複合材料の外皮、翼外皮、外皮、翼外皮パネル
５０ａ  輪郭
５２  複合積層板補剛材、複合補剛材、補剛材
５４  翼長方向
５５  外形付けられた領域、外形
５６  翼弦方向
５８  形成ブロックモジュール
６０  硬化ツールモジュール
６２  硬化ツールアセンブリ
６６  移動
６８  補剛材形成セル
７０  形成ブロックセグメント
７０ａ  連続的な成形面、フランジ面
７０ｂ  連続的な成形面、フランジ面
７０ｃ  連続的な成形面
７２  スタンドオフ
７４  取り付け具
７６  支持アセンブリ
７８  外形
８０  調節可能
８１  工場の床
８２  補剛材組み立てセル
８３  部分積層板
８３ａ  縁
８４  レイアップ
８５  スライド可能
８８  硬化ツールセグメント、硬化ツールモジュールセグメント
９０  横リブ
９２  スタンドオフ
９４  真空系統
９６  支持アセンブリ
９８  真空バッグセグメント
１００  配置
１０２  シールテープ、シール
１０４  シール
１０６  スライド
１０８  ブリッジ
１１０  回転
１１２  高さ
１１４  表面
１１６  支持体
１１８  硬化ツール組み立てテーブル
１２４  ロックバー
１２６  半径による溝
１２８  充填材またはヌードル
１３２  ブリッジ
１３６  硬化ラック
１３８  支持面
１４２  レール
１４４  支持面
１４６  最終組み立てセル
１４８  補剛材アセンブリ
１５０  マニピュレータ
１５２  吸着カップ
１５４  配置
１５６  コールプレート
１５８  配置
１６０  シール材
１６２  除去
１７２  スライド
１７４  ステップ
１７６  ステップ
１７８  ステップ
１８０  ステップ
１８２  ステップ
１８４  ステップ
１８８  ステップ
１９０  ステップ
１９２  ステップ
１９４  ステップ
１９６  ステップ
１９８  ステップ
２０２  ステップ
２０４  製造および保守点検方法
２０５  ステップ
２０６  航空機
２０８  仕様および設計
２１０  材料調達
２１２  構成要素および部分組立品の製造、製造プロセス、製造の段階
２１４  システム統合、製造の段階
２１６  認証および搬送
２１８  就航
２２０  整備および保守点検
２２２  機体
２２４  システム
２２６  内部
２２８  推進システム
２３０  電気システム
２３２  油圧システム
２３４  環境システム
【図１】
0006426414.tif 000002
【図２】
0006426414.tif 000003
【図３】
0006426414.tif 000004
【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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【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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