(57)【要約】  柔軟形状の低容量（１０２）オートクレーブを提供する技術及び装置が開示されている。一実施形態では、オートクレーブは両側が密閉され、第１部分（１０４）と第２部分（１０６）の間に円周継ぎ手（１１０）を有する細長い圧力容器を備える。オートクレーブは細長いパーツを受ける内部を画定する部分と、部分間に角度を作り出し、シール付きの開口部をさらに形成する継ぎ手（１１０）を更に備え、開口部により内部にパーツを挿入しやすくなり、シールによって内部の加圧が可能になる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部分及び第２部分を備える圧力容器であって、第１及び第２部分のそれぞれが密閉された端部と第１及び第２部分を接合させる円周継ぎ手を有し、これらの部分によりパーツを受けいれる内部が画定され、前記継ぎ手によりこれらの部分間に角度が形成され且つさらにシール付きの開口部が形成されており、前記開口部により内部にパーツを挿入しやすくなり、前記シールにより内部を加圧することが可能になる圧力容器を備える、オートクレーブ。
【請求項２】
第１部分及び第２部分がコニカル部分であり、前記コニカル部分の基部が円周継ぎ手によって接合されている、請求項１に記載のオートクレーブ。
【請求項３】
円周継ぎ手が第１及び第２部分の間に可変の角度を形成する、請求項１に記載のオートクレーブ。
【請求項４】
第１部分に合わせて配置されている第１行路であって、第１部分へのパーツの挿入及び第１部分からのパーツの取り出しを容易にする第１行路と、第２部分に合わせて配置されている第２行路であって、第２部分へのパーツの挿入と、第２部分の第１部分への接合を容易にする第２行路を有する行路システムをさらに備える、請求項１に記載のオートクレーブ。
【請求項５】
空洞を延長させるために、第１部分と円周継ぎ手の間にチューブ状のインサートをさらに備える、請求項１に記載のオートクレーブ。
【請求項６】
前記パーツが、後退角及び上反角のうちの少なくとも一つを含む一体成形の複合翼外板である、請求項１に記載のオートクレーブ。
【請求項７】
前記円周継ぎ手がオートクレーブのほぼ中央にある、請求項１に記載のオートクレーブ。
【請求項８】
縦軸を有する第１部分と縦軸を有する第２部分の間に継ぎ手を有する圧力容器であって、第１部分及び第２部分のそれぞれが、パーツを受け入れる内部空洞の一部を画定し、前記継ぎ手により第１部分及び第２部分の縦軸の間に角度が形成され、前記継ぎ手は、閉じた位置にあるときに圧力容器内部の圧力と熱を増加させやすくするシールを有する圧力容器と、
前記継ぎ手において第１部分を第２部分から離すことによって圧力容器を可動に開閉する搬送システムであって、パーツを空洞内に挿入し空洞から取り出す搬送システム
を備える低容量オートクレーブ。
【請求項９】
前記継ぎ手が、オートクレーブが閉じた位置にあるときに、第１部分を第２部分に固定しやすくする補助スロットを有する第２歯車と係合する嵌合歯を有する第１歯車を備える、請求項８に記載のオートクレーブ。
【請求項１０】
前記継ぎ手を含む球状接合部分をさらに備え、前記継ぎ手がほぼ円錐状の圧力容器部分の一つを回転させて、第１部分及び第２部分の縦軸によって画定された角度を調節することを容易にする丸い外形を有する、請求項８に記載のオートクレーブ。
【請求項１１】
搬送システムが、第１部分の縦軸に対してほぼ平行であり、カートを誘導して第１部分を挿入し取り出す第１行路と、第２部分の縦軸に対してほぼ平行であり、カートを誘導して圧力容器を閉じる第２行路を備える、請求項８に記載のオートクレーブ。
【請求項１２】
オートクレーブの開閉を容易にするために、第１部分が固定され、第２部分が行路上に可動に構成されている、請求項１１に記載のオートクレーブ。
【請求項１３】
前記パーツが、パーツ全体の角度を画定する中央部分を有する非線形の一体成形構造である、請求項８に記載のオートクレーブ。
【請求項１４】
オートクレーブを使用して航空機のパーツを製造する方法であって、
オートクレーブの第１部分の第１嵌合面を通してパーツを挿入することにより、パーツが第１部分内部の第１空洞内に入り、
オートクレーブの第２部分をパーツに向かって転がすことにより、パーツが第２嵌合面を通って突き出して第２部分内部の第２空洞に入り、
第１嵌合面と第２嵌合面を接合してオートクレーブ内部のパーツを密閉し、
パーツに圧力と熱を加える
ステップを含む方法。
【請求項１５】
第１嵌合面と第２嵌合面を接合するステップが、非線形角度において複数の部分を嵌合させるステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
オートクレーブの第２部分をパーツに向かって転がすステップが、第１嵌合面に合わせて配置された行路上に構成されたカート上で第２部分を転がすステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
オートクレーブの第１部分を半径行路に沿って配置するステップをさらに含み、前記半径行路により、第１及び第２部分の縦軸によって画定されたオートクレーブの後退角の変更が容易になる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
パーツを第１嵌合面を通して挿入するステップが、カートを行路に沿って移動させるステップを含み、カートがジグを支持し、ジグは第１部分内部で行路に係合する車輪を含み且つパーツを成形するツールをさらに支持する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
第１嵌合面と第２嵌合面を接合するステップが、第１部分及び第２部分のうちの少なくとも一つを回転させて、第１嵌合面によって画定される第１平面と第２嵌合面によって画定される第２平面との間に平行な嵌合面を形成するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
パーツが一体成形の航空機の翼である、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオートクレーブに関し、さらに具体的には、柔軟形状の低容量オートクレーブを使用して複合パーツを硬化させる装置及び技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オートクレーブは、制御下の環境において物体に圧力及び熱を加える装置である。オートクレーブは通常絶縁された鋼鉄製タンクであり、おおよそ円筒形状を有している。さらにオートクレーブは、物体に圧力及び熱を加えるのを助ける熱交換器、ファン、圧力ホース、真空装置、及び他の装置を含む。一応用形態では、オートクレーブを使用して、オートクレーブ内の金型上にセットされた繊維強化の複合材料を硬化することができる。
【０００３】
オートクレーブのサイズ、特に直径が大きくなるにつれ、オートクレーブのコストも上がる。直径が約９メートル（３０フィート）の内部空洞を有する、長さが２４メートル（８０フィート）の比較的大きなオートクレーブを製造するのに、何千万ＵＳドルもかかる可能性がある。直径が増加するにつれ、オートクレーブにかかる費用が急激に増加する可能性があるため、オートクレーブの製造サイズは実質的に制限される。加えて、オートクレーブの各動作サイクルは、オートクレーブのサイズに相対的な関連コストを含む。サイクルの間、オートクレーブは、約２６０℃（５００°Ｆ）に加熱し、約６９０ｋＰａ（１００ｐｓｉ）に加圧するのにエネルギーを必要とし得る。さらに、窒素等の冷却剤を使用してオートクレーブのサイクル時間を削減することができ、これによりサイクル毎の費用がさらに増加する。上述したオートクレーブのサイクル費用は何万ＵＳドルにもなる可能性がある。
【０００４】
新しい材料を使用して大きな物体を作り上げることは、オートクレーブの応用に対して特有の問題を生じさせる。繊維強化複合材料の導入により、大きな一体型物体を作製することが可能になった。締め具、継ぎ手、及び他の接合デバイスを必要としないため、これらの大きいパーツはしばしば有利であり、したがって、組立てられた同等物と比較して重量が軽くなっている。特に、航空機の製造において、大きい一体型物体は、上述した理由から望ましい可能性がある。したがって、オートクレーブを改善して製造及びサイクル費用を削減し、オートクレーブにより大きな物体を作製できるようにする継続的な必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
柔軟形状の低容量オートクレーブを提供する技術及び装置が開示されている。一実施形態では、オートクレーブは両側が密閉された細長い圧力容器を備え、第１部分及び第２部分の間に円周継ぎ手を有している。オートクレーブはさらに、細長いパーツを受ける内部を画定する部分と、部分間に角度を作り出し、シール付きの開口部をさらに形成する継ぎ手を備え、開口部により内部にパーツを挿入しやすくなり、シールによって内部の加圧が可能になる。
【０００６】
別の実施形態においては、低容量オートクレーブは第１部分と第２部分の間に継ぎ手を有する圧力容器を備え、第１部分及び第２部分はそれぞれパーツを受ける内部空洞の一部を画定し、継ぎ手により第１部分及び第２部分の縦軸の間に角度ができ、継ぎ手は閉じた位置の圧力容器内部の圧力及び熱を上げやすくするシールを有する。加えて、オートクレーブは、継ぎ手において第１部分を第２部分から離すことによって圧力容器を移動可能に開閉する搬送システムを含むことができ、搬送システムは空洞にパーツを挿入する及び空洞からパーツを取り出す。
【０００７】
別の実施形態では、オートクレーブを使用して航空機のパーツを製造する方法は、オートクレーブの第１部分の第１嵌合面を通してパーツを挿入することにより、パーツが第１部分内部の第１空洞内に入るステップを含む。本方法はさらに、パーツに向かってオートクレーブの第２部分を転がして、パーツが第２嵌合面を通って突き出し第２部分内部の第２空洞内に入り、第１嵌合面と第２嵌合面を接合してパーツをオートクレーブ内部に密閉し、パーツに圧力と熱を加えるステップを含む。
特徴、機能、及び利点は、本発明の様々な実施形態において、個別に又は更に他の実施形態に組み合わせて達成することができる。
本発明による装置及び技術を、下記の図面を参照して下に詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１ａは本発明の一実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブ内部の物体の部分的断面図であり、図１ｂは既存のオートクレーブの断面図と比較した柔軟形状の低容量オートクレーブの部分断面図である。
【図２】図２ａ及び２ｂは本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブの等角立面図であり、具体的には、図２ａは大きい後退角を有する航空機の翼を硬化するように構成されたオートクレーブの上面図であり、図２ｂは図２ａのオートクレーブの前面図である。
【図３】図３ａ及び３ｂは本発明の別の実施形態による、第２位置にある柔軟形状の低容量オートクレーブ２０２の等角立面図であり、具体的には、図３ａは小さい後退角を有する航空機の翼を硬化するように構成されたオートクレーブの上面図であり、図３ｂは図３ａのオートクレーブの側面図である。
【図４】図４は本発明の一実施形態によるオートクレーブ内部にパーツを位置づけするためのカート、ツール、及び行路を含む、柔軟形状の低容量オートクレーブの側面立面図である。
【図５】図５は本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブを操作する実例となるプロセスのフロー図である。
【図６】図６は本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブと位置決め装置の平面図である。
【図７】図７は本発明の別の実施形態による、部分的に開いた状態の柔軟形状の低容量オートクレーブと位置決め装置の等角図である。
【図８】図８は本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブの実例となるロック機構の分解等角図である。
【図９】図９は本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブの実例となる円筒状インサートの等角図である。
【図１０】図１０は本発明の一以上の開示の実施形態を有する航空機の側面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
柔軟形状の低容量オートクレーブを提供する装置及び技術を本明細書で説明する。本開示の特定の実施形態の多数の特定の詳細事項は、下記の説明及び図１〜１０に、上記実施形態を完全に理解するために記載されている。しかしながら当業者は、本発明が更なる実施形態を有することができること、又は、本発明を、下記の説明に記載された幾つかの詳細事項を含まずに実施することが可能であることが分かるであろう。本説明においては、「繊維強化複合材料」又は「強化複合材料」という用語は、一般に「強化複合材料」、「カーボン繊維複合材料」、又は従来知られているさらに他の用語で表記される、種々の不均質ポリマーベース及び非ポリマーベース材料を含む。
【００１０】
図１ａは本発明の一実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブ内部の物体の部分断面図である。環境１００において、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２は、角度をなす第２部分１０６からオフセット状態にある第１部分１０４を含む。接合部分１０８は、第１部分１０４及び第２部分１０６の間に含むことができる。さらに、接合部分１０８は、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２を開けてオートクレーブ１０２の内部をむき出しにすることが可能になる継ぎ手１１０を含むことができる。
【００１１】
環境１００はまた、比較的大きくてよい（例えば航空機の翼等の）パーツ１１２も含む。ある実施形態においては、パーツ１１２は複雑な形状を含むことができる。例えばパーツ１１２は、後退及び／又は上反角αを有する一体型の航空機の翼であってよい。パーツ１１２は幅Ｗと長さＬを有することができる。例えば、航空機の翼は約２００フィートの幅Ｗと約８０フィートの長さＬを有することができる。ある態様では、パーツ１１２はオートクレーブ１０２内部で行われる硬化プロセスを必要とする繊維強化複合材料からできていてよい。したがって、パーツ１１２は柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２の内部にセットすることができる。
【００１２】
ほぼ円筒状の形の既存の（又は従来技術の）オートクレーブ１１４（点線で表される）を、比較目的で柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２の周囲に示す。当然ながら、従来技術のオートクレーブ１１４の容量は、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２の容量よりも大幅に大きい。
【００１３】
図１ｂは既存のオートクレーブ１１４の断面図に比較した柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２の部分断面図である。既存のオートクレーブ１１４は半径Ｒ１を有する一方で、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２は半径Ｒ２を有する。図１ｂに示すように、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２の断面領域は、下の方程式１から導き出したある平方面積だけ、既存のオートクレーブ１１４の断面領域よりも大幅に小さくなっている。例えば、特定の実施形態では、既存のオートクレーブがパーツ１１２を収容するために、８０フィート（Ｒ１≒４０フィート）の直径を有する場合、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２は、約４０フィート（Ｒ２≒２０フィート）の直径を有することができ、これは、第１部分１０４につながる角度をなす第２部分１０６により、パーツ１１２を囲む容量を減らすことができるからである。方程式１から推定されるように、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２の表面領域と容量のいずれも、既存のオートクレーブ１１４の表面領域及び容量それぞれの約４分の一である。
方程式１
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【００１４】
非線形部分１１２の後退及び／又は上反角αが増加すると、既存のオートクレーブ１１４の半径Ｒ１は、半径Ｒ２に対して増加する。同様に、Ｒ１から導きだした容量は、半径（又は直径）の二乗に比例して増加する。したがって、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２により、パーツ１１２を収容する必要がある既存のオートクレーブ１１４に比べて、内部容量を実質的に大幅に削減する（過剰な／未使用の内部容量を最小化する）。
【００１５】
上述したように、パーツ１１２を収容するのに十分大きい内部容量を有する既存のオートクレーブ１１４は、構造的拘束とオートクレーブを直立させるのに必要となりえる大量の材料のために作製するのが極めて困難とまではいかなくても、作製費用が非常に高くなりえる。さらに、オートクレーブの容量は、パーツ１１２を硬化させるため又は他の作業のためにオートクレーブを運転する各サイクル費用に関連している。したがって、オートクレーブの容量を削減することは少なくとも資本投資及びサイクル毎の運転費用の視点から有利である。
【００１６】
例示のプロセスでは、柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２は第１部分１０４と第２部分１０６の間の継ぎ手１１０において開けられる。第１及び第２部分１０４、１０６が分かれて、細長い部分を受け容れるように構成された内部がむき出しになる。継ぎ手１１０は部分間で角度αを作り、さらに、シール付きの開口部を形成するように構成することができる。ある場合には、継ぎ手部分１０８を置換える又は再構成して、第１及び第２部分１０４、１０６の間に異なる角度αを作ることができる。開口部により、内部にパーツ１１２を挿入しやすくなる。パーツ１１２は少なくとも第１部分１０４に挿入することができる。柔軟形状の低容量オートクレーブ１０２は次に、第１及び第２部分を互いに近づくように嵌合位置に移動させることにより閉じることができ、嵌合位置で密閉されることにより、内部の加圧が可能になる。ある場合には、閉鎖プロセスはパーツ１１２を第２部分１０６に挿入することを含むことができる。
【００１７】
図２ａ及び２ｂは、本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブの等角図である。図２ａは、後退角βを有する航空機の翼を硬化させるよう構成されたオートクレーブの上面図であり、図２ｂは、図２ａのオートクレーブの前面図である。図２ａは、柔軟形状及び低容量を有するほぼコニカル状（又はバイコニカル状）のオートクレーブ２０２を示している。コニカルオートクレーブ２０２は、第１コニカル部分２０４と第２コニカル部分２０６を含む。接合部分２０８は、第１及び第２コニカル部分２０４、２０６の間に位置している。接合部分はさらに、コニカルオートクレーブ２０２を開けることが可能になる継ぎ手２１０を含むことができ、これによりオートクレーブの内部がむき出しになる。
【００１８】
コニカルオートクレーブ２０２の容量は、大きい半径Ｒ及びより小さい半径ｒを有する錐台又は部分円錐の方程式２によっておおよそ決定することができる。あるパーツ、例えばパーツ１２に対しては、錐台の容量はパーツを完全に包み込み過剰な容量を削減することができる一方、硬化プロセス中にパーツ周囲に十分な内部容量を維持して適切にパーツを硬化させることができる。例えば、コニカルオートクレーブ内部に位置しているパーツ１１２周囲では通常、硬化プロセス中にパーツ全体の一貫した温度を保つために規定の気流が所望される。ｒ＜Ｒが成り立つとき、直感的に、及び方程式１と方程式２を比較した計算例を通しての両方から、図２ａと２ｂに示す錐台部分の容量は、前述したオートクレーブ１０２（図１ａ及び１ｂ）で使用されたように、円筒の容量よりも小さい。したがって、コニカルオートクレーブ２０２は、円筒形の柔軟形状を有する低容量オートクレーブ１０２よりも小さい容量を有することができる。
方程式２
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【００１９】
更なる態様では、オートクレーブの内部容量を減らす他の形状を、パーツ１１２がオートクレーブ内に収容され、例えば限定しないが気流、処理機器、及び他の装置を格納するための間隙等の、オートクレーブの適切な動作に必要な適切な操作上の許容範囲を維持することを可能にしながら、採用することができる。例えば、オートクレーブはほぼ円形の断面を有するおおむね「Ｓ」字形状のチューブでできていてよい。Ｓ字形状のオートクレーブは、例えば長さが１００フィートよりも長い補完形状のパーツ等の、標準サイズのオートクレーブ内に入れるには大きすぎる（又はそうでなければ好適でない）補完形状のパーツを硬化するために調整することが可能である。さらなる態様では、開示されたオートクレーブは第１部分１０４と第２部分１０６の間の対称性を必要としない。さらに、追加部分を含むことができ、各部分は継ぎ手を含む接合部分によって分離されることができる。
【００２０】
図２ａに戻ると、コニカルオートクレーブ２０２はさらに、接合部分２０８と第１及び第２コニカル部分２０４、２０６の間に取付け面２１２を含む。取付け面２１２により、異なる接合部分２０８を使用することが可能になり得るため、コニカルオートクレーブ２０２を例えば、異なる後退角αを有する航空機の翼等の異なる形状（例えば線形又は非線形）を有するパーツ用に構成することが可能になる。他の実施形態では、接合部分２０８を、継ぎ手２１０での嵌合面を含む部分的球形２１４に形成することができる。部分的球形により、下にさらに説明するように継ぎ手２１０に沿った円形断面を得ることが容易になり得る。したがって、部分的球形２１４により、コニカルオートクレーブ２０２の角度αを変えるための、継ぎ手２１０周囲での第１コニカル部分２０４又は第２コニカル部分２０６の角度φの回転が容易になり得る。例示の構成においては、表１は第１コニカル部分２０４を第２コニカル部分２０６に対して回転させて、コニカルオートクレーブ２０２が角度αをなすようにすることによってできた角度φの例示データを含む。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
図３ａ及び３ｂは、第２位置にある柔軟形状の低容量オートクレーブ２０２の等角正面図である。さらに具体的には、図３ａは比較的小さい後退角δを有する航空機の翼を硬化させるように構成されているコニカルオートクレーブ２０２の平面図であり、図３ｂは図３ａのコニカルオートクレーブ２０２の側面立面図である。図３ａを図２ａと比べると、角度δが実質的に角度βよりも小さいことがわかる。ある実施形態では、角度δは、接合部分２０８を角度δを作り出す別の接合部分で置き換えることによって得ることができる。他の実施形態では、接合部分２０８は、回転を容易にして後退角を図２ａに示す角度βから図３ａに示す角度δに変化させることができる継ぎ手２１０を含むことができる。
【００２３】
他の実施形態では、オートクレーブはトロイダル形状（つまり湾曲したチューブ）であってよい。トロイダル形状では、大きいパーツ（例えば航空機の翼）をトロイダルオートクレーブ内部まで回転させながら挿入することができる。さらに別の実施形態では、円筒状、コニカル、及びトロイダルオートクレーブの幾つか又は全ての態様を組み合わせて、過剰な内部容量なしに大きいパーツを硬化させることができるオートクレーブを作製することができる。
【００２４】
図４は本発明の実施形態による、オートクレーブ内部でパーツ１１２を位置づけするためのカート、ツール、及び行路を含む柔軟形状の低容量オートクレーブの側面立面図である。環境４００は第１コニカル部分４０４と第２コニカル部分４０６を有するコニカルオートクレーブ４０２を含む。ある実施形態では、第１コニカル部分４０４又は第２コニカル部分４０６のいずれか、又は両方を車輪４０８又は他の動きを可能にする機構によって可動にすることができる。例えば、第２コニカル部分４０６は、車輪４０８を、したがって第２コニカル部分４０６を第１コニカル部分４０４に向かって誘導するように構成された固定行路４１０に沿って可動にすることができる。加えて、第１コニカル部分４０４又は第２コニカル部分４０６を、例えば脚部４１２に固定する等、固定することができる。例示の実施形態では、第２コニカル部分４０６が補助行路で受ける車輪を含むことができる一方で、第１コニカル部分４０４を固定して脚部４１２で支持することができる。操作中は、コニカルオートクレーブ４０２を開けて内部をむき出しにして、最初に第１コニカル部分４０４から第２コニカル部分４０６を離れるように転がすことによって、パーツ１１２を挿入又は取り出すことができる。逆に、上記の操作を反対にすることによってオートクレーブを閉じることができる。
【００２５】
さらに、環境４００はツール４１６を支持するジグ４１４を含むことができる。ツール４１６をオートクレーブ内で使用して、硬化プロセス中に、例えば繊維強化複合材料でできた未硬化の航空機の翼等の未硬化のパーツ１１２を支持することができる。ジグは、ジグ用車輪４１８又は他の動きを可能にする機構を含むことができる。ジグ用車輪４１８は、高架行路４２０及びオートクレーブ行路４２２、又は他の実質的な平面を通ってジグ４１４を動かすことができる。高架行路４２０はカート４２４で支持することができる。ジグ４１４と同様に、カート４２４は固定（又は非固定）行路４１０を通るのに使用することができるカート用車輪４２６を含むことができる。ある実施形態においては、一を超える固定行路４１０を使用してジグ４１４と第１コニカル部分４０４を動かすことができる。同様に、一を超える高架行路４２０を環境４００において使用することができる。
【００２６】
図５は、本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブを操作する例示プロセス５００のフロー図である。便宜上、及び例示のプロセス５００をより良く示すために、図４の環境４００において記載された構成要素を例示のプロセス５００において説明する。例示のプロセス５００は、コニカルオートクレーブ４０２が空（つまり、ジグ４１４、ツール４１６、又はパーツ１１２がオートクレーブ内部にない状態）であり閉じた位置にあるところから開始することができる。
【００２７】
ブロック５０２において、コニカルオートクレーブ４０２を開けることができる。例えば、図４に示す特定の実施形態においては、車輪４０８を有する第２コニカル部分４０６を行路４１０に沿って転がすことによって、コニカルオートクレーブ４０２を開けることができる。ブロック５０４でオートクレーブ４０２が開いたら、ツール４１６とパーツ１１２を支持するジグ４１４をカート４２４上の行路４１０に沿って転がすことができる。ブロック５０６において、ジグ４１４を脚部４１２に固定され保持される第１コニカル部分４０４に係合させることができ、ジグ用車輪を第１コニカル部分４０４のオートクレーブ行路４２２に係合させることができる。ブロック５０８においては、ジグ４１４、ツール４１６、及びパーツ１１２をオートクレーブ行路４２２に沿って第１コニカル部分４０４内部に移動させる。カート４２４はジグ４１４の一部を継続して支持する。ジグ４１４が第１コニカル部分４０４内へ転がされて入る間に、カート４２４をこの操作の一部において固定したままにすることができる。
【００２８】
ブロック５１０では、第２コニカル部分４０６を次にジグ４１４と第１コニカル部分４０４に向かって固定行路４１０に沿って移動させることができる。ブロック５１２においては、ジグ４１４を第２コニカル部分４０６のオートクレーブ行路４２２と係合させることができる。第２コニカル部分４０６をブロック５１４において第１コニカル部分４０４に向かって移動させる一方で、ジグ４１４、ツール４１６、及びパーツ１１２をカート４２４がジグ４１４の一部を支持している間に、第２コニカル部分４０６の中に移動させる。第２コニカル部分４０６が第１コニカル部分４０４と合流すると、カート４２４をブロック５１６において取り外すことができる。ブロック５１８において第１コニカル部分４０４と第２コニカル部分４０６を嵌合すると、下にさらに詳しく説明するように、継ぎ手２１０をしっかりと密閉することができる。ブロック５２０において、コニカルオートクレーブ４０２内部の温度及び圧力を上げることにより、パーツ１１２の処理を行うことができる。
【００２９】
図６は本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブと位置決め装置の平面図である。環境６００は第１コニカル部分４０４と第２コニカル部分４０６を有するコニカルオートクレーブ４０２を含む。コニカルオートクレーブ４０２は行路システム６０２に配置されている。行路システム６０２は半径行路６０４、嵌合行路６０６、及びパーツ行路６０８を含む。
【００３０】
半径行路６０４はコニカルオートクレーブ４０２の接合部分２０８の下の中心点を有する曲率半径を含む。ある場合には、コニカルオートクレーブ角度λを調節して異なるパーツ形状に適合させることができる。例えば限定しないが、比較的浅い後退角及び／又は上反角を有する第１航空機の翼である場合、半径行路６０４により角度λがより小さくなる位置まで時計回りに第１コニカル部分４０４を回転させやすくすることができる。同様に、第１コニカル部分４０４を反時計回りに回転させて、角度λを大きくすることができる。コニカルオートクレーブの角度λを変化させることについては、下にさらに詳しく説明する。
【００３１】
嵌合行路６０６により、第２コニカル部分４０６を第１コニカル部分４０４に向かって又は第１コニカル部分４０４から離れるように、いずれかに移動させて、コニカルオートクレーブ４０２をそれぞれ閉じる又は開けることを容易にする搬送方向が定められる。第２コニカル部分は、行路上で相互作用しおおよそ直線方向に移動するカート４２４に支持されることができる。ある場合には、嵌合行路６０６は半径行路６０４の中心点を交差することができ、これにより第２コニカル部分４０６を第１コニカル部分４０４と嵌合させるために調整することができる。
【００３２】
パーツ行路６０８は、相互におおむね平行である一以上の行路を含むことができ、コニカルオートクレーブ４０２を挿入及び取り出ししやすくする。例えば、カート４２４によりジグ４１４とツール４１６を支持してパーツ行路６０８に沿って移動させて、未硬化のパーツを有するコニカルオートクレーブ４０２を挿入することができる。硬化プロセスが完了した後に、カート４２４を使用してパーツ１１２をコニカルオートクレーブ４０２から取り出すことができる。
コニカルオートクレーブ４０２はまた、例えばオートクレーブが稼働中で高圧下にあるとき等に、コニカルオートクレーブの角度λが変わるのを防止する留め具６１０も含むことができる。追加の留め具を使用して、パーツを処理している間、例えばパーツの硬化中等にコニカルオートクレーブ４０２を固定することができる。
【００３３】
図７は、本発明の別の実施形態による、部分的に開いた柔軟形状の低容量オートクレーブと位置決め装置の等角図である。環境７００は、部分的に開いた状態のコニカルオートクレーブ４０２、回転軸７０２、半径カート７０４、及び嵌合カート７０６を含む。
回転軸７０２により、第１コニカル部分４０４が半径行路７０４に沿って回転することが可能になるため、コニカルオートクレーブの角度λが変化しやすくなる。回転軸は第１コニカル部分４０４の接合端部を支持することができる一方で、半径カート７０４は第１コニカル部分の反対側の端部を支持することができる。半径カート７０６は半径行路７０４に沿った動きを容易にする機構を含むことができる。
【００３４】
嵌合カート７０６は、嵌合行路７０６に沿って第２コニカル部分４０６を移動させるように構成することができる。加えて、嵌合カート７０６と半径カート７０４の両方、そしてオートクレーブ４０２と接触する任意の他の表面又は支持材はローラ７０８を含むことができる。ローラ７０８は、接合部分２０８に形成された角度λを調節するために、第１コニカル部分４０４又は第２コニカル部分４０６のいずれか、又は両方の回転を容易にすることができる。例えば、コニカルオートクレーブ４０２は比較的小さくてよい角度λを有するパーツ１１２を作製するように構成することができる。次のパーツは角度λにより大きい値を要する可能性があり、したがって第１コニカル部分４０４と第２コニカル部分４０６をそれぞれの方向に回転させて接合部分２０８において所望の角度λを形成することができ、これによりコニカルオートクレーブ４０２が閉じた位置にあるときに所望の角度λを作り出すことができる。ある態様では、角度λはコニカルオートクレーブ４０２が閉じた位置にあるときに調節することができる。
【００３５】
図８は、本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブの例示のロック機構の分解等角図である。さらに具体的には、環境８００はコニカルオートクレーブ４０２が閉じた状態にあるときに、第１コニカル部分４０４を第２コニカル部分４０６にしっかりと接合するロック機構８０２を含む。この実施形態では、ロック機構８０２は、第２歯車用の歯８１０を有する第２歯車８０８に係合できる第１歯車用の歯８０６を有する第１歯車８０４を備える。第１及び第２歯車用の歯８０６、８１０は、歯と同じ間隔幅を有するスロットを有するため、第１歯車８０４の歯を第２歯車８０８に挿入することが可能になる。
【００３６】
稼働中、第１歯車８０４と第２歯車８０８は、第１コニカル部分４０４と第２コニカル部分４０６が嵌合し、そして第１歯車用の歯８０６が第２歯車用の歯８１０の間に形成されたスロットに合わせて配置されたときに、相互に係合することができる。第１歯車８０４と第２歯車８０８のいずれかを回転させて第１歯車用の歯８０６と第２歯車用の歯８１０を整列させることができるため、コニカルオートクレーブ４０２をしっかりと閉じた位置に固定することができる。例えば限定しないが、第１歯車を第２コニカル部分４０６の接合部分２０８に回転可能に接続することができるため、手動又は機械的な回転によって固定位置まで回転させる。他の場合には、ローラ７０８により、第１歯車用の歯８０６を固定位置において第２歯車用の歯８１０に係合するのに要する回転が可能になる。ロック及び締め付け機構、ガスケット、リップ、隆起、フランジ等を含む他の機構をロック機構８０２に備えて、第１及び第２コニカル部分４０４、４０６の間を堅くしっかりと接続することができ、これによりオートクレーブが稼働中に高温及び高圧を維持しやすくなる。
【００３７】
図９は本発明の別の実施形態による柔軟形状の低容量オートクレーブの例示の円筒形インサートの等角図である。さらに具体的には、この実施形態においては、環境９００はオートクレーブの長さを延長させる、又はそうでなければコニカルオートクレーブ４０２の内部空洞を修正するのに使用するように構成されたインサート９０２を含む。例えば、パーツ１１２は、インサート９０２が第１コニカル部分４０４（又は任意の他のコニカル部分）と接合部分２０８との間のフランジ９０４に取り付けられたときに、コニカルオートクレーブ４０２内部で硬化させることができる。
【００３８】
当業者には、コニカルオートクレーブ４０２の前述した実施形態を使用して広い範囲の異なる構造、アセンブリ、及びシステム用のパーツ１１２を作製することもできることが容易に分かるであろう。ここで特に図１０を参照すると、本発明の開示された実施形態のコニカルオートクレーブ４０２を使用して処理できる一以上のパーツ１１２を有する航空機１０００の側面立面図が示されている。航空機１０００は概して、関連技術で知られる様々な構成要素及びサブシステムを含むが、簡潔にするために詳細は記載しない。例えば、航空機１０００は概して、翼アセンブリ１００４あるいは航空機１０００の胴体１００６又は他の部分に連結した一以上の推進装置１０２を含む。加えて、航空機１０００はまた、胴体１００６に連結した尾部１００８及び着陸アセンブリ１０１０、及び飛行制御システム１０１２（図１０に図示せず）だけでなく、航空機１０００の操作に必要な様々な役割を協働的に果たす複数の他の電気、機械及び電気機械システムも含む。
【００３９】
さらに図１０を参照すると、航空機１０００は本発明によるコニカルオートクレーブ４０２を使用して処理される一以上のパーツを含むことができ、これらのパーツは航空機１０００の様々な構造部分に組み込むことができる。例えば、様々な開示の実施形態を使用してパーツ１１２全体、又はパーツ１１２の大部分、例えば胴体１００６（１１２ａ）、翼１００４（１１２ｂ）、及び／又は尾部１００８（１１２ｃ）の一部等を形成することができる。
【００４０】
航空機１０００は概して、例えばイリノイ州シカゴのボーイング社から市販されている７３７、７４７、７５７、７６７、７７７及び７８７型民間旅客機を含むことができる民間旅客機を表している。代替実施形態においては、本発明において記載された装置によって処理されたパーツを他のタイプの飛行体又は他の可動プラットフォームに組み込むことも可能である。上記飛行体の例として、例えば英国サリー州クロイドンのＪａｎｅ‘ｓ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｇｒｏｕｐ社から市販されているＪａｎｅ’ｓ  Ａｌｌ  ｔｈｅ  Ｗｏｒｌｄ‘ｓ  Ａｉｒｃｒａｆｔ等の様々な書物にさらに詳しく図解されている有人又は無人軍用機、回転翼航空機、又は弾道飛行体が挙げられる。さらに、可動輸送手段は、海上船舶、自動車、及び陸上又は海上を横断するための可動プラットフォームを含むことができる。
【００４１】
上に注記したように、本発明の好適な及び代替の実施形態が図示し説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに多数の変更を加えることが可能である。したがって、本発明の範囲はこれらの好適な及び代替の実施形態の開示によって限定されない。むしろ、本発明は下記の請求項にしたがって全体的に決定されるべきである。
【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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【国際調査報告】
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