(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機の翼等に使用される、複合構造体である複合外板パネルに関し、強度及び剛性特性の優れた、複合構造体を製造するシステム及び装置を提供する。【解決手段】補強された複合パネルを製造するためのシステム３００が、補強材ツーリングアセンブリ４８０、当て板３０２、及び回転可能なストロングバック３７０で構成され、補強材ツーリングアセンブリ４８０は、複数の複合補強材を支持するように構成された補強材ツーリングを含み、当て板３０２は、複合外板をレイアップするためのレイアップ表面３０６を有する。さらに、当て板３０２と補強材ツーリングアセンブリ４８０とを回転し係合させる為の、固定ヒンジ、可動ヒンジを有する複数のヒンジ４２０を備えるシステム３００。【選択図】図８
2017061134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強された複合外板パネル（１５０）を製造するためのシステム（３００）であって、
複数の複合補強材（２００）を支持するように構成された補強材ツーリング（４８２）を含む補強材ツーリングアセンブリ（４８０）、
複合外板（１５２）をレイアップするためのレイアップ表面（３０６）を有する当て板（３０２）、
前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に、取り外し可能に連結されるストロングバック（３７０）、並びに
各々が固定ヒンジ部分（４３０）及び可動ヒンジ部分（４４０）を有する複数のヒンジ（４２０）であって、前記当て板（３０２）の前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）との係合のために、オープン位置（４００）とクローズ位置（４０２）との間で回転するように、前記ストロングバック（３７０）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に、前記可動ヒンジ部分（４４０）が連結されている、複数のヒンジ（４２０）を備える、システム（３００）。
【請求項２】
前記複合外板（１５２）と前記複合補強材（２００）が互いに接触するように移動されるときに、前記ストロングバック（３７０）の質量の少なくとも一部分を相殺するように構成された相殺システム（４５０）を更に含む、請求項１に記載のシステム（３００）。
【請求項３】
前記相殺システム（４５０）が、前記ストロングバック（３７０）のストロングバック外周（３７４）に沿って配置された複数のリニアアクチュエータ（４５６）を含み、
前記リニアアクチュエータ（４５６）が、浮遊位置（４０４）とドック位置（４０６）との間で、前記ストロングバック（３７０）、及び前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方を、垂直に移動させるように構成され、前記複合外板（１５２）と前記複合補強材（２００）が前記ドック位置（４０６）で互いに接触する、請求項２に記載のシステム（３００）。
【請求項４】
前記相殺システム（４５０）が、
前記ストロングバック（３７０）のストロングバック外周（３７４）に沿って配置された複数のポスト（４５２）を含み、
前記ポスト（４５２）の１以上がリニアアクチュエータ（４５６）を含む、請求項３に記載のシステム（３００）。
【請求項５】
前記ヒンジ（４２０）の少なくとも１つに取り付けられ、前記ストロングバック（３７０）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方を回転させるように構成された、１以上の回転アクチュエータ（４３４）を更に含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム（３００）。
【請求項６】
前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に、前記ストロングバック（３７０）を位置決めするように構成された、少なくとも１つのインデックス機構（３２０）を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム（３００）。
【請求項７】
前記インデックス機構（３２０）が、前記ストロングバック（３７０）、及び前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に取り付けられた、ボール式固定具（３２２）とソケット式固定具（３２８）を含む、請求項６に記載のシステム（３００）。
【請求項８】
補強された複合外板パネル（１５０）を製造するための方法であって、
複合外板（１５２）を支持するレイアップ表面（３０６）を含む当て板（３０２）を提供すること、
補強材ツーリング（４８２）上にレイアップされた１以上の複合補強材（２００）を含む複合補強材（２００）アセンブリを提供すること、
各々が固定ヒンジ部分（４３０）及び可動ヒンジ部分（４４０）を有する複数のヒンジ（４２０）を使用して、前記当て板（３０２）と補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に、ストロングバック（３７０）を取り外し可能に連結させることであって、前記固定ヒンジ部分（４３０）が固定された物体（４２４）に連結され、前記可動ヒンジ部分（４４０）が前記ストロングバック（３７０）に連結される、連結させること、並びに
前記複合外板（１５２）を前記複合補強材（２００）と係合させて補強された複合外板パネル（１５０）を形成するために、オープン位置（４００）からクローズ位置（４０２）へ、前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に連結された前記ストロングバック（３７０）を回転させることを含む、方法。
【請求項９】
前記複合外板（１５２）を前記複合補強材（２００）と係合させた後で、前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方から前記ストロングバック（３７０）を取り外し、前記ストロングバック（３７０）を前記オープン位置（４００）に向けて回転させることを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複合外板（１５２）と前記複合補強材（２００）が互いに接触するように移動されるときに、相殺システム（４５０）を使用して、前記ストロングバック（３７０）の質量の少なくとも一部分を相殺することを更に含む、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ストロングバック（３７０）を相殺するステップが、
前記複合外板（１５２）が前記複合補強材（２００）と接触するまで、浮遊位置（４０４）からドック位置（４０６）へ、前記ストロングバック（３７０）、及び前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方を、垂直に下げることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ストロングバック（３７０）を垂直に下げるステップが、
前記ストロングバック（３７０）の外周（３７４）に沿って配置された１以上のリニアアクチュエータ（４５６）を使用して、前記ストロングバック（３７０）を支持し且つ下げることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複合外板（１５２）と前記複合補強材（２００）が互いに接触するように移動されるときに、少なくとも１つの位置合わせ機構（３５０）を使用して、前記当て板（３０２）を前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）と位置合わせすることを更に含む、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に連結された前記ストロングバック（３７０）を回転させるステップが、
前記ヒンジ（４２０）の第１の回転アクチュエータ（４３６）及び第２の回転アクチュエータ（４３８）を使用して、前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に連結された前記ストロングバック（３７０）を回転させることを含む、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも１つのインデックス機構（３２０）を使用して、前記当て板（３０２）と前記補強材ツーリングアセンブリ（４８０）のうちの一方に、前記ストロングバック（３７０）を位置決めすることを更に含む、請求項８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、広くは、複合構造体の製造に関し、特に、補強された複合構造体を製造するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特定のタイプの複合構造体は、複合構造体の強度及び剛性特性を改良するための補強要素を含む。例えば、航空機の翼は、複合補強材を用いて補強され得る複合外板パネルを含み得る。複合補強材は、複合外板パネルの内側に配置され、複合翼外板の面外（ｏｕｔ‐ｏｆ‐ｐｌａｎｅ）の曲げ剛性を増加させ得る。
【０００３】
補強された複合外板パネルを形成する従来の方法は、外板レイアップツール上に複合プライをレイアップし、未硬化複合外板を形成することを含み得る。その後、１以上の複合補強材が、複合外板上に個別にレイアップされるか又は取り付けられ得る。複合アセンブリは真空バギングされ、圧密圧力が加えられて複合アセンブリを減量し得る。熱も加えられて複合アセンブリを硬化させ、複合外板の外側モールドラインの表面仕上げを規定する。残念なことに、複合外板をレイアップし、その後、複合補強材を個別に設置する従来の方法は、補強された複合外板パネルを製造するために比較的長いプロセスフロー時間をもたらす。
【０００４】
プロセスフロー時間を低減させる試みにおいて、複合補強材が、補強材ツーリング上に個別にレイアップされて、補強材アセンブリを形成し得る。未硬化複合外板を含む外板レイアップツールは、補強材アセンブリに付けられて、外板補強材アセンブリを形成し、それは、真空バギングされ、硬化されるためにオーブン又はオートクレーブ内に配置され、補強された複合外板パネルを生み出す。残念なことに、補強材アセンブリ上に複合外板を設置することは、外板レイアップツールを持ち上げ且つ配置するためにクレーンの使用を必要とし、それは、複合外板を複合補強材に精密に位置合わせすることにおける困難さに加えて、作業場の安全を維持することにおける困難さをもたらし得る。
【０００５】
更に、外板レイアップツールは、複合外板のレイアップの間にレイアップ表面上の外側モールドラインの輪郭を歪ませることがないように、比較的堅くなければならない。残念なことに、比較的堅い外板レイアップツールは、減量の間に複合外板に均一な圧密圧力を加えることにおける困難さをもたらし得る。更に、比較的堅い外板レイアップツールは、比較的大きい質量を有し、それは、複合外板、複合補強材、及び補強材ツーリングへの過剰な圧密圧力の印加をもたらし得る。更に、堅い外板レイアップツールの比較的大きい質量は、複合アセンブリを、硬化温度まで加熱し、且つ、複合アセンブリが硬化された後に周囲温度まで冷却するために必要とされる時間の量を増加させ得る。
【０００６】
理解され得るように、当該技術分野において、複合補強材のレイアップと並行して複合外板のレイアップを可能にし、更に、外板レイアップツールを持ち上げ配置するためのクレーンを必要とすることなしに、減量の間に複合外板への均一な圧密圧力の印加を可能にする、補強された複合外板パネルを製造するためのシステム及び方法が必要である。
【発明の概要】
【０００７】
一体的に補強された複合構造体を製造することに関連付けられる上述のニーズは、補強材ツーリングアセンブリ、当て板、及び当て板に取り外し可能に連結された回転可能なストロングバック（ｓｔｒｏｎｇ  ｂａｃｋ）を含むシステムを提供する、本開示によって具体的に対処され且つ軽減される。補強材ツーリングアセンブリは、複数の複合補強材を支持するように構成される。当て板は、複合外板をレイアップするためのレイアップ表面を有し得る。ストロングバックは、当て板に取り外し可能に連結され得る。システムは、各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する、複数のヒンジを更に含み得る。固定ヒンジ部分は、製造施設の作業現場の床などの固定された物体に連結され得る。可動ヒンジ部分は、当て板の補強材ツーリングアセンブリとの係合のために、オープン位置とクローズ位置との間でストロングバックが回転するように、ストロングバックに連結され得る。一実施形態では、システムが、ストロングバックがクローズ位置にあるときに、ヒンジとは反対側のストロングバックの側部に配置された、複数のリニアアクチュエータを含み得る。ポスト及びヒンジのリニアアクチュエータは、ストロングバック及び当て板を浮遊位置（ｈｏｖｅｒ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）からドック位置（ｄｏｃｋｅｄ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）へと垂直に下げるために調和されたやり方で作動し、それによって、複合外板は、複合補強材と接触するように配置され得る。
【０００８】
また、補強された複合外板パネルを製造するための方法が開示される。該方法は、複合外板を支持するレイアップ表面を含む当て板を提供することを含み得る。該方法は、更に、補強材ツーリング上にレイアップされた１以上の複合補強材を含む、複合補強材アセンブリを提供することを含み得る。更に、該方法は、各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する、複数のヒンジを使用して、ストロングバックを当て板と補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に取り外し可能に連結することを含み得る、固定ヒンジ部分は、固定された物体に連結され得る。可動ヒンジ部分は、ストロングバックに連結され得る。該方法は、複合外板を複合補強材と係合させて補強された複合外板パネルを形成するために、オープン位置からクローズ位置へ、当て板と補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結されたストロングバックを回転させることを含み得る。
【０００９】
本明細書に記載された特徴、機能、及び利点は、本開示のさまざまな実施形態において独立して達成可能であり、又は、以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解可能である、更に他の実施形態において組み合わされてもよい。
【００１０】
本開示のこれらの特徴及び他の特徴は、図面を参照することでより明確となる。図面では、全体を通して類似の参照番号は類似の部分を指す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】補強された複合外板パネルを製造するためのシステムの一実施例のブロック図である。
【図２】１以上の補強された複合外板パネルから形成された翼を有する航空機の斜視図である。
【図３】複合外板及び複数の複合補強材を含む補強された複合外板パネルとして構成された翼の外板の平面図である。
【図４】図３の補強された複合外板パネルの側面図である。
【図５】図３の補強された複合外板パネルの端面図である。
【図６】複合外板及び複数の複合補強材を有する補強された複合外板パネルの一実施例の一部分の拡大図である。
【図７】補強された複合外板パネルの一部分の分解組立図である。
【図８】複合外板を複数の複合補強材と係合させるためにオープン位置とクローズ位置との間で回転可能なストロングバックに取り外し可能に連結された当て板を含む、補強された複合外板パネルを製造するためのシステムの一実施例の斜視図である。
【図９】図８のシステムの上面図である。
【図１０】図８のシステムの底面図である。
【図１１】当て板及びストロングバックの分解組立図である。
【図１２】当て板のレイアップ表面を支持するためのフレームワークを示す、当て板の裏側の斜視図である。
【図１３】当て板をストロングバックに位置決めする又は位置合わせするためのインデックス機構の部分として当て板に取り付けられた、ソケット式固定具の一実施例の斜視図である。
【図１４】ストロングバックに取り付けられたボール式固定具の一実施例の斜視図である。
【図１５】ストロングバックに当て板を固定するためのクランプを組み込んだボール式固定具の一実施例の斜視図である。
【図１６】ストロングバックに固定された当て板の斜視図である。
【図１７】オープン位置にある当て板及び補強材ツーリングアセンブリの斜視図であり、当て板が複合外板を支持し、補強材ツーリングアセンブリが複数の複合補強材を支持している。
【図１８】ストロングバック上に支持された当て板の一実施例の断面図である。
【図１９】ボンドカート（ｂｏｎｄ  ｃａｒｔ）上に支持された補強材ツーリングアセンブリの一実施例の断面図である。
【図２０】ヒンジに連結されたストロングバック上に支持された当て板の端面図である。
【図２１】可動ヒンジ部分を回転させるための一対の回転アクチュエータを有し、補強材ツーリングアセンブリ上方の浮遊位置からドック位置へ当て板及びストロングバックを垂直に移動させるためのリニアアクチュエータを更に含む、ヒンジの一実施例の断面図である。
【図２２】オープン位置からクローズ位置へ向かって回転する間の当て板及びストロングバックを示し、当て板を補強材ツーリングアセンブリに位置合わせするための位置合わせシステムを更に示す、システムの斜視図である。
【図２３】クローズ位置（例えば、浮遊位置又はドック位置）にある当て板及びストロングバックを示す、システムの斜視図である。
【図２４】クローズ位置にある当て板及びストロングバックの側面図であり、ヒンジとポストの各々に含まれるリニアアクチュエータを示している。
【図２５】クローズ位置にあるストロングバックの質量の少なくとも一部分を支持するための、且つ、浮遊位置からドック位置へストロングバックを垂直に下げるための、リニアアクチュエータを有するポストの側面図である。
【図２６】ヒンジの可動部分を回転させるための第１の回転アクチュエータ及び第２の回転アクチュエータを示し、ストロングバックを支持し及び／又は垂直に下げるためのヒンジに含まれるリニアアクチュエータを更に示す、ヒンジの側面図である。
【図２７】ストロングバックの質量を支持するための、且つ、浮遊位置からドック位置へ当て板を垂直に下げるための、複数のリニアアクチュエータを含むストロングバック相殺（ｃｏｕｎｔｅｒｂａｌａｎｃｉｎｇ）システムの概略図である。
【図２８】当て板を補強材ツーリングアセンブリ上にドッキングし、ストロングバックを当て板から連結解除した後の、クローズ位置からオープン位置へ向けてのストロングバックの回転を示すシステムの斜視図である。
【図２９】オープン位置にあるストロングバックの斜視図である。
【図３０】複合外板を複合補強材と共硬化又は共接合させるためのオーブン又はオートクレーブの中へアセンブリを積み込む前の、ストロングバックが除去された状態で補強材ツーリングアセンブリにドッキングされた当て板、並びに共に係合された複合外板及び複合補強材の斜視図である。
【図３１】翼長方向に沿って切り取られた複合アセンブリの概略分解組立図であり、翼弦方向に沿って変化する複合外板の減量前の厚さを示している。
【図３２】減量のために圧密圧力を複合外板及び複合補強材に加えるために、補強材ツーリングと当て板との間にサンドウィッチされた複合外板及び複合補強材の概略図である。
【図３３】減量の結果として積層厚さが低減されたところの量における翼長方向の変化を受け入れるための、当て板の従順さ（例えば、面外の柔軟性）を示す、図３１のアセンブリの概略図である。
【図３４】当て板を硬化された補強された複合外板パネルから除去することを可能にするために、ストロングバックを当て板に再取り付けした後のシステムの斜視図である。
【図３５】補強された複合外板パネルを製造する方法に含まれ得る、１以上の工程を含むフローチャートである。
【図３６】オープン位置にある当て板及び補強材ツーリングアセンブリを示す、システムの端面図である。
【図３７】補強材ツーリングアセンブリと共に、オープン位置からクローズ位置へ向かって回転する間の当て板及びストロングバックを示す、システムの端面図である。
【図３８】クローズ位置（例えば、浮遊位置）にある当て板及びストロングバックを示す、システムの端面図である。複合外板が複合補強材と係合するように、浮遊位置からドック位置へ垂直に下げられた当て板を示す、システムの端面図である。
【図３９】補強材ツーリングアセンブリの上方の浮遊位置にあるストロングバック及び当て板を示す、システムの端面図である。
【図４０】補強材ツーリングアセンブリと共に、ドック位置にあるストロングバック及び当て板を示す、システムの端面図である。
【図４１】当て板から連結解除され、且つ、クローズ位置からオープン位置へ向かって戻されるように回転されたストロングバックを示す、システムの端面図である。
【図４２】オープン位置にあるストロングバックを示す、システムの端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
今度は、本開示の様々な実施例を示す目的で描かれている図面を参照すると、図１では、補強された複合外板パネル１５０（図２参照）を製造するためのシステム３００の一実施例のブロック図が示されている。システム３００は、複数の硬化された又は未硬化の複合補強材２００を支持するように構成された、補強材形成ブロック４８４などの補強材ツーリング４８２を含む、補強材ツーリングアセンブリ４８０を含み得る。一実施例では、複合補強材２００の１以上が、未硬化複合プライ１６２（図６参照）のレイアップとして形成され得る。複合プライ１６２は、予め含浸された繊維強化ポリマーマトリクス材料（プリプレグ）から形成され得る。補強材ツーリングアセンブリ４８０は、ボンドカート４８６上に支持され得る。
【００１３】
更に、システム３００は、複合外板１５２をレイアップするために構成されたレイアップ表面３０６を有するレイアップマンドレル３０６としても機能し得る、当て板３０２を含み得る。複合外板１５２のレイアップは、未硬化複合プライ１６２の積層板として形成され得る。複合プライ１６２も、プリプレグ複合プライであり得る。当て板３０２は、比較的軽量な構造体として形成され、当て板３０２が、複合補強材２００と係合されたときに、複合外板１５２を減量するプロセスの間に局所的に従順であることを可能にし得る。更に、当て板３０２を軽量な構造体として形成することは、当て板３０２の熱質量（ｔｈｅｒｍａｌ  ｍａｓｓ）を最小化し、それは、複合外板１５２の複合補強材２００への共硬化（ｃｏ‐ｃｕｒｉｎｇ）又は共接合（ｃｏ‐ｂｏｎｄｉｎｇ）のプロセスの間に、当て板３０２／補強材ツーリングアセンブリ４８０の加熱及び冷却のために必要とされる時間の量を低減させ得る。
【００１４】
システム３００は、ストロングバック３７０を更に含み得る。ストロングバック３７０は、当て板３０２の翼長方向１５４及び／又は翼弦方向１５２に沿って延在し、１以上の固定機構を使用するなどして、当て板３０２と取り外し可能に連結され得る。例えば、複数のクランプ３３４が、当て板上に取り付けられ、及び／又はストロングバックが当て板３０２の裏側３０４（例えば、レイアップ表面３０６の反対側）をストロングバック３７０に取り外し可能に連結させるならば、ストロングバックに取り付けられ得る。ストロングバック３７０は、当て板３０２の全体的な剛性を増加させるために、比較的堅いフレーム又はトラス構造体３７２として形成され得る。一実施例では、ストロングバック３７０が、構造用鋼又は他の高強度材料から形成され、複合外板１５２のレイアップの間に当て板３０２を支持するように構成され得る。これに関して、比較的堅いストロングバック３７０は、複合外板１５２のレイアップの間に、当て板３０２のレイアップ表面３０６の歪を妨げ得る。更に、ストロングバック３７０は、当て板３０２の補強材ツーリングアセンブリ４８０上への回転の間に、当て板３０２を支持し得る。ストロングバック３７０が当て板３０２から除去された状態で、当て板３０２は、当て板３０２の面外の屈曲を容易にするように局所的に従順であり、複合外板１５２を作り上げる複合プライ１６２の減量の間に及び／又は硬化（例えば、硬化収縮のために）の間に、積層厚さ１６４が低減されるところの量における、翼長方向及び／又は翼弦方向に沿った変化を受け入れる。
【００１５】
システム３００は、ストロングバック３７０を回転させるための１以上のヒンジ４２０を含み得る。ヒンジ４２０の各々は、固定ヒンジ部分４３０及びヒンジピン４２６によって回転可能に相互連結された可動ヒンジ部分４４０を含み得る。固定ヒンジ部分４３０は、作業現場の床などの固定された物体４２４に連結され得る。可動ヒンジ部分４４０は、ストロングバック３７０に連結され得る。ヒンジ４２０は、オープン位置４００（図８参照）とクローズ位置４０２（図２３参照）との間でストロングバック３７０を回転させるための１以上の回転アクチュエータ４３４を含み得る。システム３００は、ストロングバック３７０の質量を支持するための、及び／又は一旦ストロングバック３７０がオープン位置４００からクローズ位置４０２へ回転されたら当て板３０２を浮遊位置４０４からドック位置４０６へ垂直に下げるための、１以上のリニアアクチュエータ４５６をも含み得る。一実施例では、ヒンジ４２０の各々が、リニアアクチュエータ４５６（例えば、ｚ軸アクチュエータ）を含み得る。更に、システム３００は、１以上がリニアアクチュエータ４５６を有し得るところの、１以上のポスト４５２を含み得る。
【００１６】
ヒンジ４２０及びポスト４５２のリニアアクチュエータ４５６は、以下でより詳細に説明されるように、調和されたやり方で操作され、ストロングバック３７０の質量を支持し、制御されたやり方でストロングバック３７０を浮遊位置４０４からドック位置４０６へ垂直に下げ、（例えば、当て板３０２上に支持される）複合外板１５２の（例えば、補強材ツーリング４８２上に支持される）複合補強材２００との正確な位置合わせを可能にする。一旦、複合外板１５２と複合補強材２００が互いに接触し、複合アセンブリを形成すると、ストロングバック３７０は、当て板３０２から取り外され、当て板３０２から離れるようにオープン位置４００へ向かって回転され得る。当て板３０２と補強材ツーリングとの間にサンドウィッチされた複合アセンブリは、当て板３０２が補強材ツーリングアセンブリ４８０にドッキングされた状態で、減量のために真空バギングされ、及び／又は複合外板１５２の複合補強材２００への共硬化又は共接合のためにオーブン又はオートクレーブの中へ移動され得る。
【００１７】
示されぬ一実施形態では、ストロングバック３７０が、ストロングバックに支持された当て板３０２の静止した補強材ツーリングアセンブリ４８０上への回転のために当て板３０２に取り外し可能に連結又は取り外し可能に固定される代わりに、ストロングバック３７０が、補強材ツーリングアセンブリ４８０に取り外し可能に連結又は取り外し可能に固定され、ストロングバックに支持された補強材ツーリングアセンブリ４８０の静止した当て板３０２上への回転を可能にする。これに関して、本開示のシステム３００及び方法は、ストロングバック３７０が当て板３０２に取り外し可能に連結されるという文脈で説明されたが、本明細書で説明される構造用部品、機能、及び工程ステップのうちの任意の１以上は、ストロングバック３７０が補強材ツーリングアセンブリ４８０へ取り外し可能に連結される構成に実装され得る。
【００１８】
図２は、補強された複合外板パネル１５０から形成された１以上の複合構造体を含み得る、航空機１００の斜視図である。航空機１００は、これもまた補強された複合外板パネル１５０から形成され得る水平尾翼１０６及び垂直尾翼１０８を含む尾部１０４を有する胴体１０２を含み得る。航空機１００は、一対の主翼１１４を含み、１以上の推進ユニット１１０を含み得る。例えば、推進ユニット１１０は、主翼１１４に取り付けられたエンジンナセル１１２を含み得る。主翼１１４は、主翼１１４の上側及び／又は下側表面を画定し、補強された複合外板パネル１５０として形成され得る、翼外板を含み得る。
【００１９】
図３は、補強された複合外板パネル１５０として構成された翼外板の平面図である。翼外板は、翼の根元部分１１６から先端部分１１８へ延在し、エンジンナセル１１２が主翼１１４に取り付けられる位置において、ナセル部分１２０を含み得る。以下で説明されるように、翼外板は、主翼１１４の翼長方向１５４に沿って特定の領域において局所的に増加され得る複合プライ１６２から形成され、そのような位置において増加された荷重を受け入れる。例えば、根元部分１１６は、概して、先端部分１１８に対して増加された積層厚さ１６４を有し得る。ナセル部分１２０は、根元部分１１６における積層厚さ１６４に対して増加された積層厚さ１６４を有し、エンジンナセル１１２からの増加された荷重を受け入れ得る。
【００２０】
補強された複合外板パネル１５０は、複合外板１５２、及び概して互いに平行に方向付けられているように示され、翼外板の根元部分１１６から先端部分１１８へ翼長方向に沿って延在する、複数の複合補強材２００から作り上げられ得る。複合外板１５２は、上述されたように、当て板３０２のレイアップ表面３０６上にレイアップされ得る。同様に、複合補強材２００は、別に、補強材ツーリング４８２上にレイアップされ得る。複合外板１５２と複合補強材２００の別のレイアップの後で、複合外板１５２と複合補強材２００は、本明細書で開示される回転可能なストロングバック３７０を使用して、組み合わされ又は係合され得る。一旦、複合外板１５２が複合補強材２００と係合されると、ストロングバック３７０は、当て板３０２から解放又は連結解除され、ストロングバック３７０は、オープン位置へ戻すように回転され、当て板を補強材ツーリングアセンブリ４８０にドッキングされた状態で残し得る。当て板のレイアップ表面３０６は、複合外板１５２の複合補強材２００との共硬化又は共接合の間に、複合外板１５２へ表面仕上げ及び外側モールドライン（ＯＭＬ）の輪郭を与えるためのカウル表面として使用され得る。
【００２１】
本開示のシステム３００及び方法は、航空機１００に対して一体的に補強された複合翼外板の文脈で説明されるが、システム３００及び方法は、非限定的に、任意の輸送体又は非輸送体の用途に対して複合構造体を形成するために実装され得る。これに関して、システム３００及び方法は、未硬化の複合外板１５２が、硬化された又は未硬化の複合補強材２００と共硬化又は共接合される、任意のタイプの複合構造体を形成するように実装され得る。更に、システム３００及び方法は、硬化された複合外板１５２を未硬化の複合補強材２００と組み合わせ且つ共接合させるように実装され得る。
【００２２】
図４は、図３の補強された複合外板パネル１５０の側面図である。示されている実施例では、外板パネルが、根元部分１１６から先端部分１１８へ延在する湾曲した形状を有するように示されている。しかし、補強された複合外板パネル１５０は、外板パネルの任意の部分に沿って、平坦な形状、及び／又は起伏を有する湾曲を有し得る。更に、湾曲は、翼長方向１５４又は翼弦方向１５６などの１以上の方向に沿って延在し得る。
【００２３】
図５は、補強された複合外板パネル１５０の内側モールドライン１５８上に形成された、複数の複合補強材２００を示す図３の補強された複合外板パネル１５０の端面図である。複数の複合補強材２００は、翼弦方向１５６に沿って均一に分配されているように示されている。しかし、補強された複合外板パネル１５０は、均一に又は不均一に分配され得る任意の数の複合補強材２００を含み得る。
【００２４】
図６は、複合外板１５２及び複数の複合補強材２００から成る図５の補強された複合外板パネル１５０の一部分の拡大図である。上で示されたように、複合外板１５２及び複合補強材２００は、複数の複合プライ１６２から形成され得る。複合プライ１６２は、（図示せぬ）マトリクス材料によって取り囲まれた（図示せぬ）複数の強化繊維から作り上げられ得る。強化繊維は、炭素、ガラス、又は他の繊維材料から形成された高モジュール（ｍｏｄｕｌｕｓ）又は高強度の繊維であり得る。複合プライ内の繊維は、単一方向に共に位置合わせされ又は方向付けられ得る連続繊維（例えば、単方向繊維）か、或いは、（図示せぬ）繊維配置内の２以上の方向に共に織り合わされ得る。上で示されたように、複合プライ１６２は、強化繊維が熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ）などのポリマーマトリクス材料（例えば、プリプレグ）に予め含浸され得る、予め含浸された複合プライ１６２として提供され得る。示されていないが、複合外板１５２は、（図示せぬ）一対の複合積層表面板の間にサンドウィッチされた（図示せぬ）コアを有するサンドウィッチ構造として形成されてもよく、複合プライ１６２のソリッド積層板として形成されることに限定されない。
【００２５】
図７は、複合外板１５２を作り上げる複数の複合プライ１６２を示す図６の補強された複合外板パネル１５０の一部分の分解組立図である。示されている実施例では、複合補強材２００が、複数の逆Ｌ字形状の複合要素の並列した（ｓｉｄｅ‐ｂｙ‐ｓｉｄｅ）アセンブリによって形成される。各Ｌ字形状の複合要素は、フランジ２０６及びフランジ２０６から外向きに延在するウェブ２０４を含み得る。複数のＬ字形状の複合要素のフランジ２０６は、フランジ２０６が複合外板１５２の内側モールドライン１５８の表面と接触する関係にあるように、複合外板と組み合され得る。隣接するＬ字形状の複合要素のウェブ２０４は、互いに背中合わせの関係で配置され、複合補強材２００の複数のブレードセクション２０２を形成する。Ｒ部充填剤１７０が、複合補強材２００の各隣接する対の間で形成された切欠き内に設置され得る。本開示は、複合補強材２００をブレードセクション２０２として示しているが、複合補強材２００は、非限定的に、Ｃセクション、Ｉセクション、ハットセクション、又は他の形状を含む、他の断面形状に形成され得る。
【００２６】
図８は、補強された複合外板パネル１５０を製造するためのシステム３００の一実施例の斜視図である。示されている実施例では、システム３００が、オープン位置４００で示されており、複合外板１５２がレイアップされ得るところの当て板３０２を含む。当て板３０２は、ストロングバック３７０と取り外し可能に連結され得る。ストロングバック３７０は、１以上のヒンジ４２０に取り付けられ得る。ヒンジ４２０は、オープン位置４００とクローズ位置４０２との間でのストロングバック及び当て板の回転を容易にし、クローズ位置４０２は、複合外板１５２を、補強材ツーリングアセンブリ４８０を形成する補強材ツーリング４８２上に別にレイアップされ得る複数の複合補強材２００へ係合させるための位置である。上で示されたように、補強材ツーリングアセンブリ４８０は、作業現場の床などの表面上に支持されたトラス構造を備え得る、ボンドカート４８６上に支持され得る。システム３００は、補強材ツーリングアセンブリ４８０の外周に配置された、１以上のポスト４５２を含み得る。ポスト４５２の１以上は、ストロングバック３７０の質量を支持するための、当て板３０２を補強材ツーリング４８２とドッキング係合させるように垂直に下げるための、且つ、補強された複合外板パネル１５０の硬化の後で補強材ツーリングアセンブリ４８０から当て板３０２を垂直に上げる（例えば、ドッキング解除する）ための、リニアアクチュエータ４５６を含み得る。
【００２７】
図９は、ストロングバック３７０に取り付けられた四（４）つのヒンジ４２０の一組を示している、図８のシステム３００の上面図である。ヒンジ４２０の各々は、作業現場の床又は他の移動不可能な表面若しくは物体などの、固定された物体４２４に固定されるように取り付けられ得るヒンジベース４２２を有する固定ヒンジ部分４３０を含み得る。上で示されたように、ヒンジ４２０の各々は、ヒンジ軸４２８を規定するヒンジピン４２６によって固定ヒンジ部分４３０に連結された可動ヒンジ部分４４０を含み得る。複数のヒンジ４２０のヒンジ軸４２８は、互いに（例えば、同軸状に）位置合わせされ得る。
【００２８】
図１０は、図８のシステム３００の底面図である。ヒンジベース４２２は、固定ヒンジ部分４３０から横に外向きに延在する１以上の脚を含み、オープン位置４００とクローズ位置４０２との間で回転する間に、ストロングバック３７０の質量を支持し得る。ストロングバック３７０及び当て板３０２の中へ組み込まれ得る、１以上のインデックス機構３２０も、図１０で示されている。示されている実施例では、インデックス機構３２０が、当て板３０２とストロングバック３７０との間に、離散した係合ポイント又は取付ポイントを備え得る。インデックス機構３２０は、ストロングバック３７０を当て板３０２に位置決めする又は位置合わせするために、ストロングバック３７０の翼長方向１５４及び／又は翼弦方向１５６に沿って分配され得る。更に、インデックス機構３２０は、複合外板１５２を形成するための複合プライ１６２のレイアップの間などに、オープン位置４００にあるストロングバック３７０上の当て板３０２の質量を均一に支持するための、荷重支持ポイントとして機能し得る。
【００２９】
図１１は、当て板３０２及びストロングバック３７０の分解組立図である。上で示されたように、当て板３０２は、比較的軽量な構造体として構築され得る。例えば、ストロングバック３７０は、複合外板１５２のレイアップの間に、及びオープン位置４００とクローズ位置４０２との間で当て板３０２が回転する間に、当て板３０２を支持するように構成された比較的堅いフレーム又はトラス構造体３７２として構築され得る。上で示されたように、システム３００は、ストロングバック３７０を当て板３０２に取り外し可能に連結させるために、１以上のインデックス機構３２０を組み込み得る。
【００３０】
図１２は、裏側３０４を示している当て板３０２の斜視図である。示されている実施例では、当て板３０２が、翼弦方向１５６及び／又は翼長方向１５４に沿って延在する、相互に連結されたリブ３１０及び／又は隔壁３１２の格子又はフレームワーク３０８として形成され得る。リブ３１０及び隔壁３１２のフレームワーク３０８は、裏張り構造を形成し、当て板３０２のレイアップ表面３０６を画定する表面板を支持し得る。当て板３０２の重量を低減させるために、リブ３１０及び／又は隔壁３１２は、複合リブ３１０及び／又は複合隔壁３１２として形成され得る。インバール（Ｉｎｖａｒ）などの従来の金属構造体の代わりに複合構造体として当て板３０２を形成することは、当て板３０２の構造質量及び熱質量を大幅に低減させ得る。しかし、当て板３０２の任意の部分は、金属材料、又は金属材料と複合材料の組み合わせから形成されてもよい。
【００３１】
上で示されたように、当て板３０２がストロングバック３７０に取り付けられたときに、当て板３０２は、（例えば、翼長方向１５４に沿って及び／又は翼弦方向１５６に沿って）全体的に堅く、当て板３０２のレイアップ表面３０６の外側モールドライン１６０の意図された輪郭を維持し得る。しかし、ストロングバック３７０から連結解除されたときに、当て板３０２は、面外方向で局所的に従順であり、複合外板１５２の減量の間に、及び／又は複合外板１５２の複合補強材２００との共硬化又は共接合の間に、積層厚さ１６４における翼長方向の差分変化を受け入れ得る。
【００３２】
図１３は、ストロングバック３７０を当て板３０２に位置決め又は位置合わせするためのインデックス機構３２０のソケット式固定具３２８の一実施例の斜視図である。同様な構成が、ストロングバック３７０が補強材ツーリングアセンブリ４８０に係合される実施形態に含まれてもよい。図１３では、ソケット式固定具３２８が、ソケット３３２又はボアを有するソケットプレート３３０を含み得る。ソケットプレート３３０は、当て板３０２の垂直に方向付けられたリブ３１０及び／又は隔壁３１２の１以上などの、当て板３０２に機械的に固定され及び／又は接着剤で接合され得る。示されている実施例では、ソケットプレート３３０が、当て板３０２の裏側３０４に取り付けられ得る。
【００３３】
図１４は、ストロングバック３７０に取り付けられたボール式固定具３２２の一実施例の斜視図である。ボール式固定具３２２は、プレートの上方へ突出するボール３２６を有するプレート３２４を含み得る。ボール３２６は、当て板３０２上に取り付けられ得るソケット式固定具３２８のソケット３３２と係合するようにサイズ決定され構成され得る。複数のボール式固定具３２２とソケット式固定具３２８は、それぞれ、ストロングバック３７０と当て板３２０に取り付けられ、又はその逆でもよい。複数のボール式固定具３２２とソケット式固定具３２８は、ストロングバック３７０と当て板３０２の翼長方向１５４及び翼弦方向１５６に分配され、当て板３０２とストロングバック３７０をガイドして互いに係合させ得る。
【００３４】
図１５は、ストロングバック３７０に当て板３０２を固定するためのクランプ３３４を組み込んだボール式固定具３２２の一実施例の斜視図である。代替的に又は付加的に、ソケット式固定具３２８の１以上が、ストロングバック３７０を当て板３０２に取り外し可能に連結させるためのクランプ３３４を含み得る。クランプ３３４は、ストロングバック及び当て板をクローズ位置４０２すなわち浮遊位置４０４（図３７参照）へ回転させる間などに、当て板３０２がストロングバック３７０からぶら下げられ又はストロングバック３７０によって支持されるときに、当て板３０２の質量を均一に支持するために、ストロングバック３７０に沿って均一に分配され得る。
【００３５】
図１６は、ストロングバック３７０に固定された当て板３０２の斜視図である。クランプ３３４の１以上は、ソケット式固定具３２８及び／又はボール式固定具３２２のうちの１以上の中へ統合され得る。各クランプは、それぞれのボール式固定具３２２及び／又はソケット式固定具３２８のプレート３２４、３３０の内面（ｕｎｄｅｒｓｉｄｅ）と係合するように構成された、クランプアーム３３６を含み得る。示されている実施例では、クランプアーム３３６が空気圧で作動され得るが、非限定的に、油圧作動、電気機械作動、又は他の手段を含む、クランプ３３４を作動させるための他の手段が実装され得る。
【００３６】
図１７は、オープン位置４００にある当て板３０２及び補強材ツーリングアセンブリ４８０の斜視図である。複合外板１５２を支持する当て板３０２が示されている。複合補強材２００は、補強材ツーリングアセンブリ４８０がオープン位置４００にあるときなどに、補強材ツーリング４８２上に別にレイアップされ得る。
【００３７】
図１８は、ストロングバック３７０上に支持された当て板３０２の一実施例の断面図である。複合外板１５２は、当て板３０２のレイアップ表面３０６上での（図示せぬ）所定のプライ積み重ねシーケンスにおいて、複数の複合プライ１６２をレイアップすることによって形成され得る。ストロングバック３７０は、堅い支持構造体を提供し、レイアッププロセスの間にレイアップ表面３０６の輪郭が変形することを妨げ得る。
【００３８】
図１９は、（概略的に表現されている）ボンドカート４８６上に支持された補強材ツーリングアセンブリの一実施例の断面図である。補強材ツーリング４８２は、複数の補強材形成ブロック４８４を備え得る。一実施形態では、未硬化の複合プライ１６２が、個別の補強材形成ブロック４８４上にレイアップされ、図７で示されたように１以上のＬ字形状の複合要素を形成し得る。図示せぬ一実施例では、補強材形成ブロック４８４の各々が、各々がウェブ２０４及びフランジ２０６を有する、一対のＬ字形状の複合要素を形成するように構成され得る。複合プライ１６２を補強材形成ブロック４８４上でＬ字形状の複合要素へと形成した後で、隣接するＬ字形状の複合要素のウェブ２０４が互いに接触するように、補強材形成ブロック４８４は、平行で並列した配置において組み合わされ得る。形成ブロック４８４が組み合わされたときに、複合補強材２００のフランジ２０６は、フランジ２０６に係合されるべき複合外板１５２の内側モールドライン１５８の輪郭と一致する輪郭を集合的に形成し得る。上で示されたように、複合補強材は、背中合わせのＬ字形状の複合要素として形成されたブレードセクション２０２として示されているが、複合補強材２００は、複合要素の様々な異なる構成のうちの任意の１つを組み合わせることによって、（例えば、ハットセクション、Ｃセクション、Ｉセクションなどの）様々な異なる断面構成のうちの任意の１つにおいて提供され得る。
【００３９】
図２０は、ヒンジ４２０に連結されたストロングバック３７０上に支持された当て板３０２の端面図である。ストロングバック３７０の一方の側は、１以上のヒンジ４２０によって支持され得る。ストロングバック３７０の他方の側は、１以上のジャッキスタンド３８２、又はストロングバック支持フィッティング３８０を支持する他の支持構造体によって支持され得る。上で示されたように、各ヒンジ４２０は、ヒンジベース４２２、固定ヒンジ部分４３０、及び可動ヒンジ部分４４０を有し得る。固定ヒンジ部分４３０は、ヒンジベース４２２から上向きに延在し得る。固定ヒンジ部分４３０は、１以上の垂直に方向付けられた固定ヒンジプレート４３２を含み得る。一実施例では、固定ヒンジプレート４３２の各々が、ヒンジピン４２６を支持し得る。可動ヒンジ部分４４０は、１以上の可動ヒンジプレート４４２を含み得る。ヒンジ４２０は、ヒンジピン４２６の１以上によって可動ヒンジプレート４４２に固定ヒンジプレート４３２を連結する、少なくとも１つのヒンジピン４２６を更に含み得る。示されている実施例では、各ヒンジ４２０が、ヒンジベース４２２から垂直方向上向きに延在する一対の平行な固定ヒンジプレート４３２を含み得る。更に、各固定ヒンジプレート４３２は、固定ヒンジプレート４３２の両側上に配置され、固定ヒンジプレート４３２を通って延在するヒンジピン４２６に連結された、対向する一対の可動ヒンジプレート４４２を有し得る。しかし、ヒンジ４２０は、固定ヒンジ部分４３０、及びストロングバック３７０を回転させるための可動ヒンジ部分４４０を提供する、任意の構成で提供され得る。
【００４０】
図２１は、アクチュエータ４３４、４３６、４３８、４５６を示すためにヒンジプレート４３２、４４２の一部が取り除かれた状態の、ヒンジ４２０の一実施例の断面図である。ストロングバック３７０は、ストロングバック取付フィッティング３７６を使用して、可動ヒンジプレート４４２の１以上に連結され得る。示されている実施例では、ストロングバック取付フィッティング３７６が、可動ヒンジプレート４４２に固定された状態で含まれ得る１以上のストロングバック取付ピン４４４と係合するようにサイズ決定され構成され得る、１以上の係合溝又はスロット３７８を含み得る。ストロングバック取付フィッティング３７６は、スロット３７８を有し得る一対のフックを含み、スロット３７８をストロングバック取付ピン４４４とそれぞれ係合解除又は係合するために、ストロングバック３７０を垂直に上げ又は下げることなどによって、ストロングバック３７０が固定ヒンジプレート４３２と取り外し可能に連結されることを可能にする。ストロングバック取付フィッティング３７６が反転されるときに、回転の間にストロングバック取付フィッティング３７６のストロングバック取付ピン４４４との係合を維持するために、ヒンジ４２０は、ストロングバック取付ピン４４４に対するストロングバック取付フィッティング３７６の滑り動作を妨げるための１以上の機械的止め部４５８を含み得る。示されている実施例では、機械的止め部４５８が、可動ヒンジプレート４４２の１以上に回転可能に取り付けられ得る、レバー４６２として構成され得る。レバー４６２は、ストロングバック取付ピン４４４に対するストロングバック取付フィティング３７６の動きを妨げるために、終端がフックの少なくとも１つに対抗して耐えるように、ロック位置へと回転され得る終端を有し得る。
【００４１】
図２１では、ヒンジ４２０が、可動ヒンジ部分４４０並びにストロングバック３７０及びストロングバック３７０に連結され得る当て板３０２を回転させるための、一対の回転アクチュエータ４３４を含み得る。ヒンジ４２０は、レバー４６２の終端が、もはやストロングバック取付フィッティング３７６と接触しないように、レバー４６２がロック解除位置へ回転された後で、当て板３０２及びストロングバック３７０の重力により引き起こされた垂直な移動を制御するためのリニアアクチュエータ４５６も含み得る。リニアアクチュエータ４５６は、補強材ツーリングアセンブリ４８０の上方の浮遊位置４０４（図３９参照）からドック位置４０６（図４０参照）へのストロングバック３７０及び当て板３０２の重力により引き起こされた垂直な動きを可能にし得る。ドック位置４０６では、複合外板１５２が、補強材ツーリング４８２上に支持され得る複合補強材２００と接触し得る。回転アクチュエータ４３４及び／又はリニアアクチュエータ４５６は、油圧シリンダー４６４として構成され得る。一実施例では、ヒンジ４２０の１以上が、第１の回転アクチュエータ４３６及び第２の回転アクチュエータ４３８などの、一対の回転アクチュエータ４３４を含み得る。
【００４２】
図２１の実施例では、回転アクチュエータ４３４（例えば、第１及び第２の回転アクチュエータ４３６、４３８）が、固定ヒンジプレート４３２と可動ヒンジプレート４４２との間に配置され得る。しかし、回転アクチュエータ４３４は、ヒンジ４２０の一方又は両方の外側に取り付けられ得る。示されている実施例では、第１の回転アクチュエータ４３６の下端及び第２の回転アクチュエータ４３８の下端が、ヒンジベース４２２に連結され得る。第１の回転アクチュエータ４３６の上端及び第２の回転アクチュエータ４３８の上端は、可動ヒンジ部分４４０の可動ヒンジプレート４４２の１以上にピン止めされ得る。示されている実施例では、第１及び第２の回転アクチュエータ４３６、４３８の下端が、ヒンジベース４２２に連結され得る。第１の回転アクチュエータ４３６の上端は、第２の回転アクチュエータ４３８が、可動ヒンジプレート４４２の１以上とピン止めされた位置とは異なる位置において、可動ヒンジプレート４４２の１以上とピン止めされ得る。
【００４３】
図２１では、第１の回転アクチュエータ４３６及び第２の回転アクチュエータ４３８が、各々、二重作用式（ｄｕａｌ‐ａｃｔｉｎｇ）の油圧シリンダーとして構成され、その意味は、各アクチュエータが、ストロングバック３７０をヒンジ軸４２８の周りで回転させることを補助する、押す力及び引く力を互い違いに加える能力を有し得るということである。例えば、オープン位置４００からクローズ位置４０２に向かってストロングバック３７０が回転する間に、第１及び第２の回転アクチュエータ４３６、４３８は、各々、可動ヒンジプレート４４２を上向きに回転するように促す押す力を加えるために延伸され得る。第１の回転アクチュエータ４３６と第２の回転アクチュエータ４３８の各々の軸が個別に（例えば、異なる時に）ヒンジ軸４２８を越えるポイントにおいて、第１及び第２の回転アクチュエータ４３６、４３８は、異なる時に個別に押す力を収縮及び印加することを開始して、ストロングバック３７０の重力により引き起こされた下向きの動きによって促される収縮に対抗し得る。これに関して、第１及び第２の回転アクチュエータ４３６、４３８は、ストロングバック３７０の回転のほぼ一定の速度を維持するように構成され得る。
【００４４】
図２２は、オープン位置４００（図１７参照）からクローズ位置（図２２参照）へ向けて回転する間の途中のポイントにおける当て板３０２及びストロングバック３７０を示している、システム３００の斜視図である。示されている実施例では、システム３００が、２つの構成要素が互いとドッキング係合するように移動された際に、当て板３０２を補強材ツーリングアセンブリ４８０と位置合わせするように構成された、少なくとも１つの位置合わせ機構３５０を含み得る。一実施形態において、位置合わせ機構３５０は、ストロングバック３７０及び当て板３０２を補強材ツーリングアセンブリ４８０上に下げている間に、複合外板１５２が複合補強材２００と接触するように移動された際に、複合外板１５２の複合補強材２００との位置ずれを検出するように構成された、視覚システム及び／又はレーザ測定デバイス３５２などの、コンピュータ援用計測（ＣＡＭ）デバイスを備え得る。
【００４５】
一実施例では、１以上のレーザ測定デバイス３５２が、最初に、ヒンジ４２０のヒンジ軸４２８に位置決めされ得る。（図示せぬ）飛行時間型（ｔｉｍｅ‐ｏｆ‐ｆｌｉｇｈｔ）のレーザなどの、レーザ測定デバイス３５２の１以上が、建造物の天井若しくは壁などの周囲の構造体に取り付けられ、又は補強材ツーリングアセンブリ４８０若しくは（図示せぬ）床に取り付けられた支持体若しくはスタンドに隣接して建てられ得る、（図示せぬ）１以上の位置合わせ固定具に取り付けられ得る。位置合わせ機構３５０は、１以上のレーザ測定デバイス３５２に限られず、補強材ツーリングアセンブリ４８０の外周の１以上の位置に取り付けられ得る、１以上の光学ツーリングターゲット３５４の位置を検出するための、任意の適切な構成の位置合わせデバイスを含み得る。
【００４６】
一実施形態では、位置合わせ機構３５０（例えば、レーザ測定デバイス３５２）が、光学ツーリングターゲット３５４の測定された位置と、ヒンジ軸４２８に対する光学ツーリングターゲット３５４の望ましい位置との間の、ずれ又は不整合の量を検出又は測定し得る。これに関して、光学ツーリングターゲット３５４の望ましい位置は、当て板３０２が補強材ツーリングアセンブリ４８０と位置合わせされる条件を表し得る。光学ツーリングターゲット３５４の位置は、航空機座標（例えば、ステーション、水位線、船尾線）に関して、又は任意の他の適切な基準座標系において規定され得る。
【００４７】
当て板３０２の補強材ツーリングアセンブリ４８０へのドッキングの間に、１以上のレーザ測定デバイス３５２が起動されて、補強材ツーリングアセンブリ４８０の位置をモニターし得る。光学ツーリングターゲット３５４の測定された位置と望ましい位置との間のずれ又は不整合に基づいて、補強材ツーリングアセンブリ４８０のｘ‐ｙ位置は、各光学ツーリングターゲット３５４の測定された位置と望ましい位置との間のずれ又は不整合が所定の許容誤差内に含まれるまで、１以上の（図示せぬ）携帯可能な台車又は（図示せぬ）自動搬送車を使用して調整され得る。示されていない一実施例では、自動搬送車の１以上が、補強材ツーリングアセンブリ４８０の下に配置され、当て板３０２に対する補強材ツーリングアセンブリ４８０のｘ‐ｙ位置の調整を可能にするのに十分な量だけ、作業現場の床から補強材ツーリングアセンブリ４８０を垂直に持ち上げるように構成され得る。その後、自動搬送車は、補強材ツーリングアセンブリ４８０を作業現場の床と接触するように下げ戻すことができる。
【００４８】
図２３は、補強材ツーリングアセンブリ４８０に対してクローズ位置４０２にある当て板３０２及びストロングバック３７０を示している、システム３００の斜視図である。上で示されたように、システム３００は、補強材ツーリングアセンブリ４８０の１以上の側などに沿って、補強材ツーリングアセンブリ４８０の外周に配置され得る、１以上のポスト４５２を含み得る。ポスト４５２の１以上は、クローズ位置４０２にあるストロングバック３７０の質量を支持するための１以上のリニアアクチュエータ４５６を含み得る。上で示されたように、ヒンジ４２０の１以上は、ポスト４５２のリニアアクチュエータ４５６と協働してストロングバック３７０の質量を支持するための１以上のリニアアクチュエータ４５６も含み得る。本開示では、リニアアクチュエータ４５６が、浮遊位置４０４からドック位置４０６へ又はその逆へのストロングバック３７０の直線的なすなわち垂直の動きを制御するという意味において、リニア（線形）である。リニアアクチュエータ４５６は、作動シリンダー（例えば、油圧シリンダー４６４）などの、直線的な方向に沿って移動するアクチュエータに限定されず、浮遊位置４０４とドック位置４０６との間などの直線的な方向すなわち垂直方向に沿って、ストロングバック３７０及び当て板３０２を移動させるように構成された、代替的な形態のアクチュエータを含み得る。リニアアクチュエータ４５６は、複合外板１５２と複合補強材２００とが互いに接触するように移動されることを可能にし、ストロングバック３７０の質量を係合された構成要素上に伝達することを避けるために、当て板３０２が補強材ツーリングアセンブリ４８０にドッキングされるときに、ストロングバック３７０の質量の少なくとも一部分を相殺する又は支持するように構成された、相殺システム４５０の部分である。
【００４９】
本開示において、クローズ位置４０２は、ストロングバック３７０及び当て板３０２が、補強材アセンブリツーリング４８０の上方の位置に回転され、又は補強材ツーリングアセンブリ４８０と係合するように回転された位置として説明され得る。これに関して、クローズ位置４０２は、浮遊位置４０４とドック位置４０６の両方を包含する。浮遊位置４０４は、当て板３０２と複合補強材２００とが互いに垂直に間隔を空けられた関係にある位置として説明され得る。ドック位置４０６は、当て板３０２が補強材ツーリングアセンブリに係合され、及び／又は複合外板１５２が複合補強材２００と接触している位置として説明され得る。
【００５０】
図２４は、クローズ位置４０２（例えば、ドック位置４０６）にある当て板３０２及びストロングバック３７０の側面図である。示されている実施例では、当て板３０２が、補強材ツーリングアセンブリ４８０の上方に配置されている。図２４は、ヒンジ４２０とポスト４５２の各々に含まれるリニアアクチュエータ４５６を示している。各ポスト４５２は、作業現場の床又は（図示せぬ）他の固定された物体上に支持され得る。各リニアアクチュエータ４５６は、ポスト４５２に隣接して又はポスト４５２上端に取り付けられ得る。リニアアクチュエータ４５６は、ポスト４５２から上向きに延伸し、ストロングバック３７０に含まれ得る対応する複数のストロングバック支持フィッティング３８０と係合するように構成され得る。例えば、ストロングバック支持フィッティング３７６は、ストロングバック３７０の一側部などに沿って、ストロングバックの外周３７４に取り付けられ得る。
【００５１】
示されている実施例では、ポスト４５２が、ヒンジ４２０の各々と反対側の補強材ツーリングアセンブリ４８０の一側部に取り付けられ得る。上で示されたように、相殺システム４５０は、ストロングバック３７０の質量の実質的な部分又は全体が、当て板３０２と補強材ツーリング４８２との間にサンドウィッチされた、複合外板１５２及び複合補強材２００上に伝達されることを妨げ得る。これに関して、相殺システム４５０は、さもなければ複合材レイアップの統合性を損ない得る、並びに／又は当て板３０２、補強材ツーリング４８２、及び／又はボンドカート４８６に対する損傷をもたらし得る、過剰な圧密圧力が複合レイアップ及び複合補強材２００に印加されることを妨げ得る。
【００５２】
図２５は、クローズ位置４０２にあるストロングバック３７０の質量の少なくとも一部分を支持するための、且つ、浮遊位置４０４からドック位置４０６へストロングバック３７０を垂直に下げるための、リニアアクチュエータ４５６を有するポスト４５２の側面図である。ポスト４５２は、リニアアクチュエータ４５６の１以上の不具合の場合にストロングバック３７０を支持するためのフェイルセーフとして、機械的止め部４５８をも含み得る。示されている実施例では、機械的止め部４５８が、ポスト４５２とねじ係合され得るねじ式ロッド４６０として構成され得る。示されている実施例では、ねじ式ロッド４６０が、ストロングバック３７０の質量が当て板３０２に伝達されることを妨げるための、ストロングバック支持フィッティング３８０と係合するように構成された上端部を含み得る。
【００５３】
図２６は、ヒンジ４２０の可動ヒンジ部分４４０を回転させるための、第１の回転アクチュエータ４３６及び第２の回転アクチュエータ４３８を示している、ヒンジ４２０の側面図である。ストロングバック３７０を支持し及び／又はストロングバック３７０を浮遊位置４０４からドック位置４０６へ垂直に下げるための、ヒンジに含まれ得るリニアアクチュエータ４５６も示されている。示されている実施例では、リニアアクチュエータ４５６は、ストロングバック３７０と当て板３０２が反転されたときに、ストロングバック３７０の垂直方向の動きを妨げるために、ストロングバック取付フィッティング３７６と係合するように延伸され得る。更に、レバー４６２は、反転されたときにストロングバック３７０の垂直方向の動きを妨げることにおいてリニアアクチュエータ４５６を補助するために、ストロングバック取付フィッティング３７６と係合するように回転され得る。リニアアクチュエータ４５６は、オプションとして、機械的止め部４５８（例えば、ネジ式ロッド４６０）を含み、機械的止め部４５８は、レバー４６２がロック解除位置（例えば、図４０参照）へ回転されたときに、リニアアクチュエータ４５６の不具合に際して、ストロングバック３７０の垂直方向の動きを妨げるように構成され得る。
【００５４】
図２７は、ストロングバック３７０の質量を支持するための、且つ、浮遊位置４０４からドック位置４０６へと当て板３０２を垂直に下げるための又はその逆のための、複数のリニアアクチュエータ４５６を含むストロングバック相殺システム４５０の概略図である。示されている実施例では、相殺システム４５０が、ストロングバック３７０の一方の側に配置された第１、第２、第３、第４のヒンジ４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄの各々において油圧シリンダー４６４（例えば、リニアアクチュエータ４５６）を含み、クローズ位置４０２にあるときに、ストロングバック３７０の他方の側に配置された第１、第２、第３、第４のポスト４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃ、４５２ｄの各々において対応する油圧シリンダー４６４（例えば、リニアアクチュエータ４５６）を含む。ポスト４５２ａ、４５２ｂ、４５２ｃ、４５２ｄ及びヒンジ４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄは、それぞれ、第１、第２、第３、及び第４のヒンジポストセット４７０ａ、４７０ｂ、４７０ｃ、４７０ｄを含む、四（４）つのヒンジポストセットを形成し得る。油圧シリンダー４６４は、各油圧シリンダー４６４において油圧を制御するように構成され得る、油圧コントローラ４６８に（例えば、油圧ラインを介して）流体結合され、及び／又は（例えば、図示せぬ電気配線を介して）電気的に接続され得る。
【００５５】
一実施例では、油圧コントローラ４６８が、各油圧シリンダー４６４におけるストロングバック３７０の局所的な質量分率に比例して、各油圧シリンダー４６４において油圧を制御し得る。例えば、第１のヒンジポストセット４７０ａにおけるストロングバック３７０の局所的な質量分率がストロングバック３７０の全質量の２５％であると解析的に決定されたならば、油圧システム４５４は、２５％の局所的な質量分率を支持するように、第１のヒンジ４２０ａ及び第１のポスト４５２ａにおいて油圧シリンダー４６４の油圧を制御し得る。油圧コントローラ４６８は、同様に、ヒンジポストセット４７０ｂ、４７０ｃ、４７０ｄの各々におけるストロングバック３７０の局所的な質量分率に従って、第２、第３、及び第４のヒンジポストセット４７０ｂ、４７０ｃ、４７０ｄにおける油圧を制御し得る。
【００５６】
油圧コントローラ４６８は、上述されたように、位置合わせ機構３５０が光学ツーリングターゲット３５４の現在の位置と光学ツーリングターゲット３５４の望ましい位置との間の不整合をモニターする一方で、浮遊位置４０４（図３９参照）からドック位置４０６（図４０参照）へ当て板３０２を垂直に下げるように構成され得る。上で示されたように、複合外板１５２と複合補強材２００との間の接触に先立って、補強材ツーリングアセンブリ４８０の位置は、当て板３０２が補強材ツーリングアセンブリ４８０と位置合わせされるまで、（図示せぬ）１以上の台車又は自動搬送車を使用して調整され得る。
【００５７】
図２８は、当て板３０２が補強材ツーリングアセンブリ４８０にドッキングされ、且つ、ストロングバック３７０が当て板３０２から連結解除された後の、オープン位置４００に向かうストロングバック３７０の回転を示す、システム３００の斜視図である。上で示されたように、ストロングバック３７０から当て板３０２を連結解除することは、図１５〜図１６で示されたように、ストロングバック３７０を当て板３０２に連結するクランプアーム３３６を解放することによって達成され得る。
【００５８】
図２９は、オープン位置４００にあるストロングバック３７０の斜視図である。ストロングバック３７０は、当て板３０２の側にあるヒンジ４２０によって、且つ、当て板３０２と反対側にある１以上のジャッキスタンド３８２（図２０参照）によって支持され得る。当て板３０２は、補強材ツーリングアセンブリ４８０とドッキングされ、当て板３０２のレイアップ表面３０６と補強材ツーリング４８２との間に複合外板１５２及び複合補強材２００をサンドウィッチするように示されている。
【００５９】
図３０は、ストロングバック３７０が除去された状態で、補強材ツーリングアセンブリ４８０とドッキングされている当て板３０２の斜視図である。図３０では、複合外板１５２と複合補強材２００とが共に係合され、複合アセンブリを形成している。（図示せぬ）真空バッグアセンブリが、減量、及び／又は共硬化若しくは共接合の準備において複合アセンブリに付けられ得る。これに関して、複合補強材２００及び複合外板１５２は、（図示せぬ）バギングフィルムを用いて当て板３０２に対して密封され得る。バギングフィルムの端部は、当て板３０２の裏側３０４に対して密封され得る。当て板３０２、補強材ツーリングアセンブリ４８０、及びボンドカート４８６を含む、複合アセンブリは、ボンドカート４８６を１以上の台車と係合させること（例えば、１以上の台車を用いてボンドカート４８６を持ち上げること）によって、オーブン又はオートクレーブへ移送され得る。真空引きすること１１４ａによって、圧密圧力がバギングフィルムに加えられ、及び／又は減量及び／又は複合外板１５２を複合補強材２００と共硬化及び／又は共接合させる間に、（図示せぬ）オートクレーブ圧力が加えられる。
【００６０】
図３１は、翼長方向１５４に沿って切り取られた複合アセンブリの概略分解組立図であり、翼長方向１５４に沿って変化する複合外板１５２の減量前の厚さ１６６を示している。複合外板１５２に対する起伏のある補足であり得る、複合補強材２００のフランジ２０６も示されている。示されている実施例では、複合外板１５２が、複合外板１５２の先端部分１１８におけるよりも大きい根元部分１１６での積層厚さ１６４を有する。更に、複合外板１５２は、その位置で主翼１１４によって支持されるエンジンナセル１１２からの増加された荷重を支持するために、その範囲内で積層厚さ１６４が局所的に増加され得るところの、ナセル部分１２０を含み得る。例えば、翼外板は、先端部分においておよそ３０の複合プライ１６２を含み、根元部分においておよそ１３０の複合プライ１６２を含み、ナセル部分１２０においておよそ１５０以上の複合プライ１６２の局所的なビルドアップ（ｂｕｉｌｄｕｐ）を含み得る。以下でより詳細に説明されるように、積層厚さ１６４における翼長方向の変化は、減量の間に積層厚さ１６４が低減されるところの量における変化をもたらし得る。
【００６１】
図３２は、減量のために圧密圧力を複合外板１５２及び複合補強材２００に加えるために、補強材ツーリング４８２と当て板３０２との間にサンドウィッチされた複合外板１５２及び複合補強材２００の概略図である。上で示されたように、圧密圧力は、真空引きすること１１４ａによってバギングフィルムに加えられ、当て板３０２に対して複合アセンブリを密封する。更なる圧密圧力が、オートクレーブ環境内で加えられ得る。これに関して、幾つかの又はそれ以上の雰囲気の圧密圧力が、当て板３０２によって、補強材ツーリング４８２により支持された複合外板１５２及び複合補強材２００上に加えられ得る。
【００６２】
図３３は、ストロングバック３７０が当て板から取り外された状態の、当て板３０２の従順さ（例えば、面外の柔軟性）を示している、図３２のアセンブリの概略図である。例えば、複合外板１５２及び複合補強材２００への圧密圧力の印加の間に、積層厚さ１６４は、およそ１０％だけ低減され得る。翼長方向１５４に沿った積層厚さ１６４の変動のために、当て板３０２は、有利なことに、減量プロセスの間に、積層厚さ１６４が減量前の厚さ１６６から減量後の厚さ１６８へ低減され得るところの、種々の量を受け入れる面外の柔軟性を可能にするために、局所的に従順になるように構成され得る。更に、当て板３０２は、熱硬化性複合プライ１６２の硬化の間に生じ得る硬化収縮の結果として、積層厚さ１６４における低減を受け入れるように、局所的に従順であり得る。
【００６３】
図３４は、複合材アセンブリを共硬化又は共接合して、補強された複合外板パネル１５０を形成した後のシステム３００の斜視図である。当て板３０２は、ストロングバック３７０に取り付けられ、ドック位置４０６から浮遊位置４０４へ垂直に上げられ、その後、クローズ位置４０２からオープン位置４００へ回転され得る。硬化された補強された複合外板１５０は、検査などの後処理のために、補強材ツーリング４８２から除去され得る。
【００６４】
図３５は、補強された複合外板パネル１５０を製造する方法５００に含まれ得る、１以上の工程を含むフローチャートである。該方法は、複合外板１５２を支持するためのレイアップ表面３０６を含む当て板３０２を提供するステップ５０２を含み得る。該方法は、図３６で示されるように、複数の複合プライ１６２をレイアップして、レイアップ表面３０６上に複合外板１５２を形成することを更に含み得る。上で示されたように、複合外板１５２は、図３６で示されるように、本明細書で開示された取り外し可能なストロングバック３７０を使用して、その後、硬化された又は未硬化の複合補強材と組み合わされ得るところの、未硬化の複合プライ１６２から形成され得る。しかし、ある実施例では、該方法が、ストロングバック３７０及び当て板３０２を使用して、共硬化又は共接合のために、硬化された複合外板１５２を硬化された又は未硬化の複合補強材２００上へ回転させることを含み得る。
【００６５】
該方法のステップ５０４は、補強材ツーリング４８２上にレイアップされた１以上の複合補強材２００を有する、補強材ツーリングアセンブリ４８０（図３６参照）を提供することを含み得る。これに関して、該方法は、複数の複合プライ１６２をレイアップして、補強材ツーリング４８２上に１以上の未硬化の複合補強材２００を形成することを含み得る。上で示されたように、一実施例では、補強材ツーリング４８２が、各々が複合プライ１６２のレイアップを有する、複数の補強材形成ブロック４８４を備え得る。未硬化の複合プライ１６２を含む補強材形成ブロック４８４は、並列して配置され、補強材ツーリングアセンブリ４８０を形成する。
【００６６】
該方法のステップ５０６は、複合外板１５２のレイアップの間に、且つ、上述されたように複数のヒンジ４２０を使用して当て板３０２を静止した補強材ツーリングアセンブリ上へ回転させる間に（図３７〜図３８参照）おいて、当て板３０２を支持するために、ストロングバック３７０を当て板３０２に取り外し可能に連結させることを含み得る。しかし、上述の更なる実施例では、静止した補強材ツーリングアセンブリ４８０と係合するように回転させるために、ストロングバック３７０を当て板３０２と連結させる代わりに、該方法は、静止した当て板３０２と係合するようにストロングバック‐補強材ツーリングアセンブリ４８０を回転させる前に、ストロングバック３７０を補強材ツーリングアセンブリ４８０と連結させることを含み得る。上述されたように、該方法は、ここで、ストロングバック３７０及び当て板３０２を静止した補強材ツーリングアセンブリ４００上に回転させるという文脈で説明されているが、構造用部品及び工程ステップは、各オプションに対してほぼ類似している。
【００６７】
該方法は、ストロングバック３７０を、当て板３０２に又は補強材ツーリングアセンブリ４８０（図３６参照）に、取り外し可能に固定させることを含み得る。例えば、該方法は、図９〜図１６で示されたように、当て板３０２の裏側３０４をストロングバック３７０に固定させるために、ストロングバック３７０に取り付けられた１以上のクランプ３３４を作動させることを含み得る。クランプ３３４（図１５〜図１６参照）は、空気圧で作動され及び／又は油圧で作動され得る、クランプアーム３３６を含み得る。例えば、クランプ３３４は、当て板３０２のソケット式固定具３２８をストロングバック３７０のボール式固定具３２２に固定させるために、クランプアーム３３６を作動させるための空気圧シリンダーを含み得る。ストロングバック３７０は、複合外板１５２のレイアップの前に、且つ、補強材ツーリングアセンブリ４８０と係合させるために当て板３０２を回転させる前に、当て板３０２に連結され得る。
【００６８】
該方法は、更に、少なくとも１つのインデックス機構３２０（例えば、図１３〜図１４参照）を使用して、ストロングバック３７０を当て板３０２又は補強材ツーリングアセンブリ４８０に位置決めすることを更に含み得る。例えば、上で示されたように、当て板３０２は、対応する量のボール式固定具３２２（図１４参照）との係合のために、複数のソケット式固定具３２８（図１３参照）を含み得る。これに関して、該方法は、ストロングバック３７０と当て板３０２にそれぞれ取り付けられたボール式固定具３２２をソケット式固定具３２８に（又は逆であってもよい）係合させることを含み得る。上で示されたように、ソケット式固定具３２８の各々は、ボール３２６を受け入れるようにサイズ決定及び構成されたソケット３３２を有するプレート３３０を含み得る。ボール式固定具３２２及び／又はソケット式固定具３２８のうちの少なくとも１つは、当て板３０２をストロングバック３７０に取り外し可能に固定するためのクランプ３３４などの、固定機構を含む。
【００６９】
該方法のステップ５０８は、オープン位置４００（図３６参照）とクローズ位置４０２（図３８参照）との間で、ストロングバック３７０を回転させることを含み得る。図３６は、オープン位置４００にあるストロングバック３７０及び当て板３０２、並びに補強材ツーリングアセンブリ４８０の斜視図である。図３７は、補強材ツーリングアセンブリ４８０に対して、オープン位置４００からクローズ位置４０２まで回転する間のほぼ中間ポイントにおいて、ほぼ垂直に方向付けられたストロングバック３７０及び当て板を示している。一実施例では、複合外板１５２が、分子付着によって及び／又は機械的手段によって、当て板３０２のレイアップ表面３０６に対して保持され得る。図３８は、クローズ位置４０２にある当て板３０２及びストロングバック３７０を示している。上で示されたように、クローズ位置は、補強材ツーリングアセンブリ４８０の上方の、当て板３０２の浮遊位置４０４を包含し得る。
【００７０】
図３９は、浮遊位置４０４にある当て板３０２及びストロングバック３７０、並びに複合外板１５２と複合補強材２００との間の隙間４０８を示している。浮遊位置４０４では、ストロングバック３７０の質量の少なくとも一部分が、１以上のヒンジ４２０及び／又は１以上のポスト４５２に含まれ得る、１以上のリニアアクチュエータ４５６によって支持され得る。ストロングバック３７０の回転は、上述のように、ストロングバック３７０が連結され得るところの、１以上のヒンジ４２０に含まれ得る、１以上の回転アクチュエータ４３４（図２６参照）によって促進され得る。例えば、ストロングバック３７０及び当て板３０２を回転させるステップは、ストロングバック３７０を支持しているヒンジ４２０の各々に含まれ得る、第１の回転アクチュエータ４３６（図２６参照）及び第２の回転アクチュエータ４３８（図２６参照）を作動させることを含み得る。
【００７１】
該方法のステップ５１０は、当て板３０２及び補強材ツーリングアセンブリ４８０が浮遊位置４０４へと回転された後で、複合外板１５２と複合補強材２００を互いに接触するように移動させることを含み得る。回転アクチュエータ４３４は、オープン位置４００から、補強材ツーリングアセンブリ４８０の上方数センチ以上に配置された浮遊位置４０４であり得る、クローズ位置４０２への、ストロングバック３７０及び当て板３０２の最初の回転のために作動され得る。図３９で示されているように、浮遊位置４０４において、隙間４０８が、複合外板１５２と複合補強材２００との間に存在し得る。
【００７２】
一旦浮遊位置４０４にあると、各ヒンジ４２０に含まれ得る機械的止め部４５８又はレバー４６２は、ロック位置（図３９参照）からロック解除位置（図４０参照）まで回転され、リニアアクチュエータ４５６（油圧シリンダー４６４）の制御の下で、ストロングバック取付ピン４４４に対するストロングバック取付フィッティング３７６の重力によって引き起こされた垂直の動きを可能にし、複合外板１５２と複合補強材２００との間の隙間４０８を除去し得る。更に、ヒンジ４２０及び／又はポスト４５２に含まれ得る任意の機械的止め部４５８は、リニアアクチュエータ４５６が、隙間４０８が取り除かれ、複合外板１５２が複合補強材２００と接触するように移動されるまで、浮遊位置４０４からドック位置４０６へのストロングバック３７０及び当て板３０２の、重力によって引き起こされた垂直の動きを許容することを可能にするように調整され得る。ヒンジ４２０及び／又はポスト４５２に含まれ得る機械的止め部４５８は、ヒンジ４２０及び／又はポスト４５２のリニアアクチュエータ４５６（油圧シリンダー４６４）の１以上が不具合の場合に、機械的止め部４５８が、更なる垂直の動きに対抗してストロングバック３７０の質量を支持し、それによって、ストロングバック３７０の重量が当て板３０２又は補強材ツーリングアセンブリ４８０に伝達されることを妨げるように、特定の位置に調整され得る。
【００７３】
当て板３０２を補強材ツーリングアセンブリ４８０にドッキングさせるプロセスは、少なくとも１つの位置合わせ機構３５０を使用して（図２２〜図２３参照）、当て板３０２を補強材ツーリングアセンブリ４８０に位置合わせすることも含み得る。これに関して、当て板３０２を補強材ツーリングアセンブリ４８０に位置合わせするステップは、上述のように、コンピュータ援用計測（ＣＡＭ）デバイス（例えば、レーザ測定デバイス３５２（図２２〜図２３参照））を使用して、位置合わせ機構３５０のための基準点としてのヒンジ軸４２８の位置に基づいて、複合外板１５２の複合補強材２００との位置ずれを検出することを含み得る。該方法は、複合外板１５２が複合補強材２００と位置合わせされるまで、当て板３０２に対して補強材ツーリングアセンブリ４８０のｘ‐ｙ位置を調整することを更に含み得る。
【００７４】
上で示されたように、補強材ツーリングアセンブリ４８０のｘ‐ｙ位置の調整は、ボンドカート４８６の下に配置され得る、（図示せぬ）台車又は（図示せぬ）遠隔誘導された車を使用することによって、容易にされ得る。遠隔制御などを介した指示命令に際して、そのような自動搬送車は、ボンドカート４８６を垂直方向すなわちｚ方向へわずかな量だけ（例えば、数インチまで）持ち上げ、位置合わせ機構３５０からのずれ測定に基づいて、複合外板１５２が複合補強材２００と位置合わせされるまで、ｘ‐ｙ方向における補強材ツーリングアセンブリ４８０の位置決めを可能にする。一旦、複合外板１５２が複合補強材２００に位置合わせされると、自動搬送車は、ボンドカート４８６を垂直に下げて、作業現場の床へ降ろし戻すように指示命令され得る。
【００７５】
上述されたように、該方法のステップ５１２は、複合外板１５２と複合補強材２００が互いに接触するように移動される際に、相殺システム４５０を使用して、ストロングバック３７０の質量の少なくとも一部分を相殺することを含み得る。図３９〜図４０で示されるように、該方法は、複合外板１５２と複合補強材２００が互いに接触するまで、浮遊位置４０４からドック位置４０６までストロングバック３７０及び当て板３０２を垂直に下げることを含み得る。ストロングバック３７０を垂直に下げるプロセスは、ストロングバック３７０の外周に沿って配置された上述のリニアアクチュエータ４５６を用いて、ストロングバック３７０を支持し且つ下げることを含み得る。
【００７６】
上で示されたように、ヒンジ４２０の各々は、リニアアクチュエータ４５６（例えば、油圧シリンダー４６４）を含み得る。同様に、ポスト４５２の各々は、リニアアクチュエータ４５６を含み得る。リニアアクチュエータ４５６は、油圧システム４５４（図２７参照）の部分であり、互いに協働しながら独立して操作され、ストロングバック３７０の質量を支持し、補強材ツーリングアセンブリ４８０とドッキング係合するように、ストロングバック３７０及び当て板３０２を下げ得る。相殺システム４５０のリニアアクチュエータ４５６は、有利なことに、ストロングバック３７０の質量の実質的な部分又はストロングバック３７０の質量の全体が、当て板３０２、複合外板１５２、複合補強材２００、及び／又は補強材ツーリング４８２に伝達されることを妨げ得る。
【００７７】
ストロングバック３７０の質量を相殺するステップは、油圧コントローラ４６８を使用して、ストロングバック３７０の垂直方向の位置決めの間に、油圧シリンダー４６４（リニアアクチュエータ４５６）における油圧を制御することを含み得る。図２７で示されたように、油圧シリンダー４６４は、油圧コントローラ４６８に流体結合され、及び／又は油圧コントローラ４６８によって制御され得る。油圧コントローラ４６８は、各油圧シリンダー４６４における油圧が、各油圧シリンダー４６４におけるストロングバック３７０の局所的な質量分率に従って分配されるように、各油圧シリンダー４６４における油圧を制御し得る。
【００７８】
該方法のステップ５１４は、図４１〜図４２で示されるように、当て板３０２からストロングバック３７０を取り外し（例えば、固定解除し）、ストロングバック３７０をオープン位置４００へ回転させることを含み得る。該方法は、当て板３０２の外周３１４に対して密封された（図示せぬ）バギングフィルムを使用して、当て板３０２に対して複合アセンブリを密封することによって、複合アセンブリ（例えば、複合外板１５２及び複合補強材２００）を（図示せぬ）真空バギングすることを更に含み得る。（図示せぬ）真空圧が、バギングフィルムに加えられ、圧密圧力（例えば、オートクレーブ圧）の少なくとも１以上の雰囲気を、補強材ツーリング４８２によって支持されている複合外板１５２及び複合補強材２００上に加える。
【００７９】
該方法のステップ５１６は、当て板３０２が補強材ツーリングアセンブリ４８０に係合され、ストロングバック３７０が当て板３０２から取り外された状態で、複合外板１５２を複合補強材２００と共硬化又は共接合させることを含み得る。上で示されたように、（図示せぬ）１以上の台車又は自動搬送車は、複合外板１５２を減量し及び／又は複合補強材２００と共硬化及び／又は共接合させるために、アセンブリ（例えば、ボンドカート、補強材ツーリング４８２、複合補強材２００、複合外板１５２、及び当て板３０２）をオーブン又はオートクレーブに移送し得る。
【００８０】
共硬化又は共接合の後で、アセンブリは、（図示せぬ）自動搬送車を使用するなどして、（図示せぬ）オーブン又は（図示せぬ）オートクレーブから除去され、それらは、アセンブリをオープン位置にあるストロングバックに隣接して配置する。位置合わせシステム３５０は、補強材ツーリングアセンブリを、当て板３０２が取り付けられるところのヒンジ４２０のヒンジ軸４２８と位置合わせするために起動され得る。回転アクチュエータ４３４（例えば、第１及び第２の回転アクチュエータ４３６、４３８）が起動され、オープン位置４００から浮遊位置４０４へ、ストロングバック３７０（図２１参照）を回転させ得る。ヒンジ４２０及びポスト４５２のリニアアクチュエータ４５６は、油圧システム４５４によって制御され、ストロングバック３７０を当て板３０２と係合させるように垂直に下げる間に、ストロングバック３７０の質量を支持し得る。
【００８１】
インデックス機構３２０（図１３〜図１４参照）は、上述のボール式固定具３２２及び対応するソケット式固定具３２８を使用するなどして、ストロングバックの当て板との位置合わせを容易にし得る。一旦、ストロングバック３７０が当て板３０２に係合されると、クランプアーム３３６（図１５〜図１６参照）の１以上が作動され、当て板３０２をストロングバック３７０に固定し得る。当て板３０２をストロングバック３７０に固定した後で、アセンブリは、リニアアクチュエータ４５６を使用するなどして、浮遊位置４０４まで垂直に持ち上げられ得る。ヒンジの回転アクチュエータ４３４が、その後、起動され、そのとき、ストロングバック３７０及び当て板３０２がオープン位置４００へと回転され、検査などの後処理のために補強材ツーリング４８２上で支持された、硬化された補強された複合外板パネル１５０が残される。
【００８２】
更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項１
補強された複合外板パネルを製造するためのシステムであって、
複数の複合補強材を支持するように構成された補強材ツーリングを含む補強材ツーリングアセンブリ、
複合外板をレイアップするためのレイアップ表面を有する当て板、
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、取り外し可能に連結されるストロングバック、並びに
各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する複数のヒンジであって、前記当て板の前記補強材ツーリングアセンブリとの係合のために、オープン位置とクローズ位置との間で回転するように、前記ストロングバックと前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に前記可動ヒンジ部分が連結されている、複数のヒンジを備える、システム。
条項２
前記複合外板と前記複合補強材が互いに接触するように移動されるときに、前記ストロングバックの質量の少なくとも一部分を相殺するように構成された相殺システムを更に含む、条項１に記載のシステム。
条項３
前記相殺システムが、前記ストロングバックのストロングバック外周に沿って配置された複数のリニアアクチュエータを含み、
前記リニアアクチュエータが、浮遊位置とドック位置との間で、前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方を、垂直に移動させるように構成され、前記複合外板と前記複合補強材が前記ドック位置で互いに接触する、条項２に記載のシステム。
条項４
前記相殺システムが、
前記ストロングバックのストロングバック外周に沿って配置された複数のポストを含み、
前記ポストの１以上がリニアアクチュエータを含む、条項３に記載のシステム。
条項５
前記リニアアクチュエータが、各油圧シリンダーにおける油圧を制御するように構成された油圧コントローラに流体結合された複数の油圧シリンダーとして構成される、条項３に記載のシステム。
条項６
前記ヒンジの少なくとも１つに取り付けられ、前記ストロングバックと前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方を回転させるように構成された、１以上の回転アクチュエータを更に含む、条項１に記載のシステム。
条項７
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めするように構成された、少なくとも１つのインデックス機構を更に備える、条項１に記載のシステム。
条項８
前記インデックス機構が、前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に取り付けられた、ボール式固定具とソケット式固定具を含む、条項７に記載のシステム。
条項９
前記ストロングバックに取り付けられ、前記ストロングバックを前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に取り外し可能に固定するように構成された、複数のクランプを更に含む、条項１に記載のシステム。
条項１０
前記当て板を前記補強材ツーリングアセンブリと位置合わせするように構成された、又はその逆の、少なくとも１つの位置合わせ機構を更に備える、条項１に記載のシステム。
条項１０．５
前記当て板を前記補強材ツーリングアセンブリと位置合わせするように構成され、又は前記補強材ツーリングアセンブリを前記当て板と位置合わせするように構成された、少なくとも１つの位置合わせ機構を更に備える、条項１に記載のシステム。
条項１１
補強された複合外板パネルを製造するためのシステムであって、
複数の複合補強材を支持するように構成された補強材ツーリングを含む補強材ツーリングアセンブリ、
複合外板を支持するためのレイアップ表面を有する当て板、
前記当て板と取り外し可能に連結されたストロングバック、
各々がリニアアクチュエータ、固定ヒンジ部分、及び可動ヒンジ部分を有する複数のヒンジであって、前記固定ヒンジ部分が固定された物体に連結され、前記当て板の前記補強材ツーリングアセンブリとの係合のために、オープン位置とクローズ位置との間で前記ストロングバックが回転するように、前記ストロングバックに前記可動ヒンジ部分が連結されている、複数のヒンジ、
前記クローズ位置にあるときに、前記ストロングバックの１以上の側部に配置される複数のリニアアクチュエータを備え、
前記リニアアクチュエータが、浮遊位置から前記複合外板が前記複合補強材と接触しているドック位置へ、前記ストロングバック及び前記当て板を垂直に下げるために協働する、システム。
条項１２
補強された複合外板パネルを製造するための方法であって、
複合外板を支持するレイアップ表面を含む当て板を提供すること、
補強材ツーリング上にレイアップされた１以上の複合補強材を含む複合補強材アセンブリを提供すること、
各々が固定ヒンジ部分及び可動ヒンジ部分を有する複数のヒンジを使用して、前記当て板と補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、ストロングバックを取り外し可能に連結させることであって、前記固定ヒンジ部分が固定された物体に連結され、前記可動ヒンジ部分が前記ストロングバックに連結される、連結させること、並びに
前記複合外板を前記複合補強材と係合させて補強された複合外板パネルを形成するために、オープン位置からクローズ位置へ、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結された前記ストロングバックを回転させることを含む、方法。
条項１３
前記複合外板を前記複合補強材と係合させた後で、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方から前記ストロングバックを取り外し、前記ストロングバックを前記オープン位置に向けて回転させることを更に含む、条項１２に記載の方法。
条項１４
前記複合外板と前記複合補強材が互いに接触するように移動されるときに、相殺システムを使用して、前記ストロングバックの質量の少なくとも一部分を相殺することを更に含む、条項１２に記載の方法。
条項１５
前記ストロングバックを相殺するステップが、
前記複合外板が前記複合補強材と接触するまで、浮遊位置からドック位置へ、前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方を、垂直に下げることを含む、条項１４に記載の方法。
条項１６
前記ストロングバックを垂直に下げるステップが、
前記ストロングバックの外周に沿って配置された１以上のリニアアクチュエータを使用して、前記ストロングバックを支持し且つ下げることを含む、条項１５に記載の方法。
条項１７
前記リニアアクチュエータが油圧シリンダーであり、前記ストロングバックの前記質量を相殺するステップが、
前記ストロングバックの局所的な質量分率に従って、各油圧シリンダーにおける油圧が分配されるように、油圧コントローラを使用して、前記油圧シリンダー内の油圧を制御することを含む、条項１６に記載の方法。
条項１８
前記複合外板と前記複合補強材が互いに接触するように移動されるときに、少なくとも１つの位置合わせ機構を使用して、前記当て板を前記補強材ツーリングアセンブリと位置合わせすることを更に含む、条項１２に記載の方法。
条項１９
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結された前記ストロングバックを回転させるステップが、
前記ヒンジの第１の回転アクチュエータ及び第２の回転アクチュエータを使用して、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に連結された前記ストロングバックを回転させることを含む、条項１２に記載の方法。
条項２０
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを取り外し可能に連結させるステップが、
複数のクランプを使用して、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを取り外し可能に固定することを含む、条項１２に記載の方法。
条項２１
少なくとも１つのインデックス機構を使用して、前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めすることを更に含む、条項１２に記載の方法。
条項２２
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めするステップが、
前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、それぞれ取り付けられた、ボール式固定具をソケット式固定具に係合させること、又はその逆を、含む、条項２１に記載の方法。
条項２２．５
前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、前記ストロングバックを位置決めするステップが、
前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、それぞれ取り付けられた、ボール式固定具をソケット式固定具に係合させること、又は前記ストロングバック、及び前記当て板と前記補強材ツーリングアセンブリのうちの一方に、それぞれ取り付けられた、ソケット式固定具をボール式固定具に係合させることを含む、条項２１に記載の方法。
【００８３】
本開示の更なる修正及び改良が、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書で説明され図示されている、部品の特定の組み合わせは、本開示の特定の実施例のみを表すことを意図しており、本開示の精神及び範囲に含まれる代替的な実施例を限定する役割を果たすことは意図していない。
【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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【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】
2017061134.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
2017061134.tif 000038
【図３７】
2017061134.tif 000039
【図３８】
2017061134.tif 000040
【図３９】
2017061134.tif 000041
【図４０】
2017061134.tif 000042
【図４１】
2017061134.tif 000043
【図４２】
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【外国語明細書】
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