(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業表面を有する硬質ツーリング部材（１２）、ファイバ配置装置（１０００）、および該ファイバ配置装置（１０００）を支持するための構造体（１２００）に固定されたベース取付部（１０１４）を有する、前記作業表面にファイバ複合構造を形成するためのファイバ複合構造製造装置において、
前記ファイバ配置装置（１０００）は、前記ベース取付部（１０１４）に対し取り付けられ、かつ、相対的に可動であるフレーム部材（１０２６）を含み、
スプールホルダ（１０４６，１０４８，１０５０）、該スプールホルダに支持されたスプール（１０４２）からファイバ部材（１０４４）を案内するための第１および第２のローラ（１０６０，１０６２）、前記第２のローラ（１０６２）からファイバ部材（１０４４）を受け入れるためのガイド組立体（１０７０）、ファイバ部材を移動させるための駆動組立体（１０８０，１０８２，１０８８，１０９２）、ファイバ部材が前記駆動組立体を通過した後に該ファイバ部材（１０４４）を切断するためのナイフ組立体（１１０６，１１０８）および前記ガイド組立体（１０７０）からファイバ部材（１０４４）を受け入れ、該ファイバ部材を前記作業表面に押圧するための圧搾部材（１１０４）が前記フレーム部材に取り付けられ、
前記硬質ツーリング部材（１２）の前記作業表面は、少なくとも２つの凹所ポケット（１８）と、該少なくとも２つの凹所ポケットの一部の間に延在する少なくとも１つのリブ（２２）とをファイバ部材（１０４４）のために有し、前記少なくとも２つの凹所ポケット（１８）は硬化媒体（１４）の一部を受け入れることを特徴とするファイバ複合構造製造装置。
【請求項２】
前記ツーリング部材（１２）および前記硬化媒体（１４）の一部をカバーする弾性部材（１３６）を含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ツーリング部材（１２）と前記硬化媒体（１４）の一部をカバーするカバー部材（１３０）を有する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記弾性部材（１３６）の一部をカバーするカバー部材（１３０）を有する請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記硬化媒体（１４）は、少なくとも２つの硬化ブロック（２４）からなり、各硬化ブロック（２４）は、前記ツーリング部材（１２）の少なくとも２つの凹所ポケット（１８）の少なくとも一部に保持されている請求項１に記載の装置。
【請求項６】
各凹所ポケット（１８）が、少なくとも１つの開口（２０）を備えている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記硬化媒体（１４）は硬化ブロック（２４）からなり、各硬化ブロック（２４）が、前記ツーリング部材（１２）の前記凹所ポケット（１８）の少なくとも一部に保持されており、前記凹所ポケット（１８）の前記開口（２０）にかみあう保持装置（３０，３４）を備えた、少なくとも２つの硬化ブロック（２４）を有する請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記保持装置（３０，３４）は、ピン（３０）である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記保持装置（３０，３４）は、弾性部材（３４）を含む請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記カバー部材（１３０）は、中に少なくとも２つの凹所ポケット（１８）と前記少なくとも２つのポケットの一部の間に伸びる少なくとも１つのリブ（２２）とを有し、前記少なくとも２つの凹所ポケット（１８）は前記硬化媒体（１４）の一部を受ける請求項３に記載の装置。
【請求項１１】
前記ツーリング部材（１２）は、平坦である請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ツーリング部材（１２）は、形状が環状である請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
形状が環状であるカバー部材（１３０）を有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ツーリング部材（１２）は、円形、円錐形、ピラミッド形又は、矩形の形状を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記ツーリング部材（１２）の一部を覆う形状のカバー部材（１３０）を有する請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記硬化媒体（１４）の一部は、対応する前記凹所ポケット（１８）に受入れられる形状を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記弾性部材（１３６）は、中実である請求項２に記載の装置。
【請求項１８】
前記弾性部材（１３６）は、膨張可能な弾性部材（１３８）である請求項２に記載の装置。
【請求項１９】
前記硬化媒体（１４）は、少なくとも１つの硬化ブロック（２４）を有する弾性部材（１３６）を含む請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記硬化媒体（１４）は、少なくとも１つの硬化ブロック（２４）を備えた可撓性弾性部材（１６０，１７０）を有する請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記可撓性弾性部材（１６０，１７０）は、室（１７６）を含む請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記可撓性弾性部材（１６０，１７０）は、膨張可能な部材を有する請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの硬化ブロック（２４）は、前記可撓性弾性部材（１６０，１７０）に粘着により固定される請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの硬化ブロック（２４）は、前記可撓性弾性部材（１６０）に機械的に固定される請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
前記硬化媒体は、膨張可能な硬化媒体を含む請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
前記硬化媒体（１４）は、少なくとも一部にファイバ材料を前記ツーリング部材（１２）に閉じ込める輪郭（２６）を有する補強された膨張可能な硬化媒体を含む請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記フレーム部材（１０２６）は、直線スライド（１０２８）を介してベース取付部（１０１４）によって支持され、前記ベース取付部に対し進退するように前記フレーム部材を移動させるアクチュエータ（１０３０）と、前記ベース取付部に対する前記フレーム部材の位置を決定するエンコーダ（１０３８）とを有する請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
前記アクチュエータ（１０３０）は、複動空気シリンダ（１０３０）を有する請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１のローラ（１０６０）は、前記スプール（１０４２）から下方へ移動するファイバ部材（１０４４）を受け、前記ファイバ部材を前記第２のローラ（１０６２）に向かわせるように配置されている請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記第２のローラ（１０６２）は、前記第１のローラ（１０６０）からファイバ部材（１０４４）を受け、前記ファイバ部材をガイド組立体（１０７０）に向かわせるように配置されている請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記駆動組立体（１０８０，１０８２，１０８８，１０９２）は、駆動されるファイバの長さを測定するための閉鎖ループ位置モードで機械コントローラ（１１５０）によって制御可能なサーボモータ（１０８０）を含む請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記駆動組立体（１０８０，１０８２，１０８８，１０９２）は、タイミングプーリ（１０８４）およびタイミングベルト（１０８６）を介してサーボモータ（１０８０）によって駆動される駆動ローラ（１０８２）と、前記ファイバ部材を前記駆動ローラと係合させるために前記ファイバ部材と共に前記駆動ローラに向かって選択的に可動なクランプローラ（１０８８）とを有する請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記クランプローラ（１０８８）を前記駆動ローラ（１０８２）に向けて移動させるアクチュエータ（１０９２）を含む請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記クランプローラを移動させるアクチュエータ（１０９２）は、空気作動アクチュエータである請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記ナイフ組立体（１１０６，１１０８）は、前記ガイド組立体を貫通するファイバ部材の通路を横断し、前記通路の横断方向に選択的に可動な刃（１１０８）と、前記ファイバ部材の前記通路を横断し、かつ該通路から後退するよう前記刃を移動させるアクチュエータ（１１０６）とを有する請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前刃を移動させるアクチュエータ（１１０６）は、複動空気アクチュエータである請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記ガイド組立体（１０７０）は、前記刃（１１０８）が前記ファイバ部材通路を横切って移動するとき前記刃（１１０８）を受けるガイドシュート（１１００）を有する請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記ナイフ組立体（１１０６，１１０８）は、前記ファイバ部材通路に直角な軸（１１２０）の周りに回転可能に取り付けられている請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記圧搾部材（１１０４）は、前記ガイド組立体（１０７０）から受けるファイバ部材（１０４４）の通路を横断するように取り付けられた軸（１１２０）の周りで回転可能な圧搾ローラ（１１０４）を有する請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記圧搾ローラ（１１０４）は、前記軸（１１２０）上のフリーホイールである請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記圧搾ローラ（１１０４）は、前記軸（１１２０）に沿った位置に向かって軸方向に偏倚されている請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記圧搾ローラ（１１０４）は、前記軸（１１２０）に平行に両側から偏倚される請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記偏倚は、前記圧搾ローラ（１１０４）の両側に１つづつ、前記軸（１１２０）に支持されたコイルばね（１１２２）によって行われる請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記軸（１１２０）に沿う前記圧搾ローラ（１１０４）の位置を検出するエンコーダ（１１２４）を有する請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記圧搾ローラ（１１０４）に隣接した出口（１１３２）を備えた調整可能な熱源を含む請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記熱源は高温空気トーチ（１１３０）を有し、前記出口（１１３２）はノズルを有する請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記スプールホルダ（１０４６，１０４８，１０５０）上に伸び、包囲されたスプールホルダ領域（１０５６）を形成するフード（１０５２）を有する請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
調整空気を前記スプールホルダ領域（１０５６）に提供する冷却空気入口ポート（１０５８）を有する請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
調整空気を前記冷却空気入口ポート（１０５８）に送る調整空気源を有する請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
前記スプールホルダ（１０４６，１０４８，１０５０）は、前記フレーム部材（１０２６）の運動方向を横断する軸を有するスピンドルを有する請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】
前記第１および第２のローラ（１０６０，１０６２）および前記ガイド組立体（１０７０）は、前記圧搾部材（１０４４）に到達する前に、スプール（１０４２）から受けたファイバ部材（１０４１）の方向変換を２回だけ行うように配置され、配向されている請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記第２のローラ（１０６２）、ガイド組立体（１０７０）および圧搾部材（１１０４）は、前記第２のローラ（１０６２）の外周面と前記圧搾部材（１１０４）の外周面との間に直線的なファイバ部材通路を形成するように配置されている請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記第２のローラ（１０６２）、前記ガイド組立体（１０７０）の少なくとも一部および前記圧搾部材（１１０４）は、特定幅のファイバ部材（１０４４）を受け入れる寸法を有する請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
前記ガイド組立体（１０７０）に隣接して調整空気を送る冷却空気入口ポート（１０５８）を有する請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
調整空気を前記冷却空気入口ポート（１０５８）に送る調整空気源を有する請求項５４に記載の装置。
【請求項５６】
作業表面にファイバ部材（１０４４）を置くファイバ配置装置（１０００）を備え、前記作業表面を形成する面を有するように形成された硬質ツーリング部材（１２）を備え、複数のファイバ部材（１０４４）を配置する、複合構造形成方法において、
前記ツーリング部材（１２）の作業表面の一部に、第１の通路に沿って相互に平行な２つの側面（１１７４）を有する第１のファイバ部材（１０４４）を配置することと、
前記ツーリング部材（１２）の作業表面の一部に、前記第１のファイバ部材（１０４４）の前記第１の通路と交差する第２の通路に沿って相互に平行な側面を有する第２のファイバ部材（１０４４）を配置することと、
前記第１のファイバ部材（１０４４）の第１の側面（１１７４）に平行な角度で配置された前記第２のファイバ部材（１０４４）の終端面（１１７０）を備えるように、前記第１のファイバ部材（１０４４）の第１の側面（１１７４）に隣接して前記第２のファイバ部材（１０４４）を終結させることと、
前記第１のファイバ部材（１０４４）の第２の側面（１１７４）に平行な角度で配置された第３のファイバ部材（１０４４）の始端面（１１７２）を備えるように、前記第１のファイバ部材（１０４４）の前記第２の側面（１１７４）に隣接して開始する場所から前記ツーリング部材の表面の一部に前記第２の通路に沿って前記第３のファイバ部材（１０４４）を配置することと、
硬化媒体の一部と前記第１のファイバ部材（１０４４）の一部とを前記ツーリング部材の作業表面上で接触させることと、からなる複合構造形成方法。
【請求項５７】
前記硬化媒体（１４）の一部と前記第２のファイバ部材（１０４４）の一部とを接触させることと、を有する請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記硬化媒体（１４）の一部と前記第３のファイバ部材（１０４４）の一部とを接触させることと、を有する請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記ツーリング部材（１２）および前記硬化媒体（１４）の一部をカバーする部材を備えることを有する請求項５６に記載の方法。
【請求項６０】
前記ツーリング部材（１２）および前記硬化媒体（１４）の一部をカバーする弾性部材（１３６）を備えることを有する請求項５６に記載の方法。
【請求項６１】
前記ツーリング部材（１２）および前記硬化媒体（１４）の一部をカバーするカバー部材（１３０）を備えることを有する請求項５６に記載の方法。
【請求項６２】
ファイバ材料（２００）を前記第１のファイバ部材（１０４４）に加えることを有する請求項５６に記載の方法。
【請求項６３】
前記ツーリング部材（１２）に、前記第１のファイバ部材（１０４４）を取り付ける前にファイバ材料を加えることを有する請求項５６に記載の方法。
【請求項６４】
前記第１のファイバ部材（１０４４）上にファイバ材料（２００）を加え、ファイバ材料の外殻構造を形成することを有する請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記硬化媒体（１４）は、少なくとも２つの硬化ブロック（２４）を有する請求項５６に記載の方法。
【請求項６６】
前記少なくとも２つの硬化ブロック（２４）は、弾性部材（１３６）に固定される請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記硬化媒体（１４）は、前記第１のファイバ部材（１０４４）の一部と接触する表面を有する可撓性成形部材（１８０）を有する請求項５６に記載の方法。
【請求項６８】
前記ツーリング部材（１２）は、少なくとも２つの凹所ポケット（１８）と、前記少なくとも２つの凹所ポケットの一部の間に伸びる少なくとも１つのリブ（２２）とを有するように形成され、前記硬化媒体（１４）は前記ツーリング部材（１２）の一部が前記少なくとも２つの凹所ポケットの一部と係合している請求項５６に記載の方法。
【請求項６９】
前記ツーリング部材（１２）および前記硬化媒体（１４）の一部をカバーする弾性部材（１３６）を備えることを有する請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記ツーリング部材（１２）および前記硬化媒体（１４）の一部をカバーするカバー部材（１３０）を備えることを有する請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
前記弾性部材（１３６）の一部をカバーするカバー部材（１３０）を備えることを有する請求項６９に記載の方法。
【請求項７２】
前記弾性部材（１３６）は、膨張可能な弾性部材（１３８）である請求項６９に記載の方法。
【請求項７３】
前記第２のファイバ部材（１０４４）の終端面（１１７０）および前記第３のファイバ部材（１０４４）の始端面（１１７２）を同時に形成する請求項５６に記載の方法。
【請求項７４】
前記の終端面（１１７０）および始端面（１１７２）の形成と同時に、連続的なファイバ部材（１０４４）から第２のファイバ部材（１０４４）を切断し、引続き前記連続的なファイバ部材（１０４４）から第３のファイバ部材（１０４４）を切断することを含む請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記ファイバ部材（１０４４）を硬化させることを含む請求項５６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファイバ補強構造の製造装置および製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、相互に重なった関係で分離した細長いファイバ部材を配置する分配ヘッドを使用し、複合外殻の内側または外側のファイバ部材に補強または硬化部材を形成し、ファイバを硬化して硬化複合構造を形成する、複合構造の製造方法および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機または航空宇宙の分野において使用するために、種々の寸法および形状の廉価、軽量、製造容易、寸法的に正確な部品が望ましい。
【０００３】
航空機のシュラウド、ケーシング、燃料タンク、胴体パネル、翼外皮等のような複合した補強複合構造、すなわち、「格子・硬化型」外殻構造は、一般的には、複合構造の比較的軽量、高強度において、アルミニウム、チタンまたはその組み合わせから製造される従来の金属組立体に対して航空機の分野において顕著な利点を提供する。しかしながら、部品のこのような基準に合致することは困難である。すべてに複合構造を受け入れることは、反復可能な廉価な自動的製造方法および装置の欠如によって妨げられてきた。複合構造は、複合構造を非自動的な方法で高いコストで形成する高性能の軍事的な航空宇宙産業において使用される。非航空宇宙産業においては、さらに既存の機械による簡単な構造として形成することができる用途に制限される。しかしながら、金属構造と価格的に競合することができ、このような金属構造と同じか、さらに強度のある広く応用できる補強複合構造を形成することが望ましい。
【０００４】
例えば、商業的な航空機は、一般的にはターボファンタイプのエンジンを使用して駆動される。ターボファンタイプのエンジンは、エンジンによる一次スラスト源としての、ダクト付のファンと大径の軸流複数段コンプレッサとを有し、エンジンのガス発生器部分は、小さいエンジンスラストを提供する。ダクトファンの各段は、空気を圧搾する回転ファンディスクまたはハブに取り付けられる多数のファン羽根を含み、圧搾された空気は、ファンから流れ、ノズルを通って広がり、航空機を動かすスラストを提供する。ダクトファンの各段の直径は、エンジンの寸法に依存して、直径が１メータないし数メータまたはそれ以上であり、毎分に数千回転で回転する。ファンディスクまたはハブに取り付けられた各ファンの羽根は、周りに流れる空気を圧搾することと、エンジンの回転中に羽根に作用する遠心力とから大きな応力を受ける構造である。
【０００５】
航空機のエンジンは重量が問題となるので、必要な航空機の作動的な安全性を提供しながら、航空機の動作基準に合致することができる軽量のエンジンを提供することが望ましい。ターボファン型航空機の所望の１つの動作安全性は、もしファンの羽根が、エンジンの動作中に、突然に故障した場合に、航空機、その貨物、および周囲のエンジンおよび航空機の環境に損傷を与えないように、羽根または羽根の破片をファンハウジング内に閉じこめて捕らえることである。一般的には、航空機のメーカーは、ファンハウジングがエンジンの構造の一部であることを必要とし、それによって、ファンハウジングはエンジンの最も重い部品の一つになる。
【０００６】
航空機産業において使用される、廉価で、強く、軽量で、製造容易で、寸法的に正確な、広範な寸法、形状のファンハウジングの設計が、大きな課題である。例えば、ファンハウジングは、最高速度で故障が生じたときにも、ファンの羽根のエネルギーを吸収するのに十分な強度でなければならず、広範なエンジン動作条件にわたって、寸法的に正確でなければならず、合理的なコストで容易に製造され、軽量でなければならない。一般的には、ファンハウジングは、通常、金属から形成された種々の補強格子を使用する金属構造である。しかしながら、このようなファンハウジングは、高価で、製造が困難であり、厳しい公差で製造する高価な装置を必要とし、しかも重い。
【０００７】
他の例においては、いくつかのファンハウジングは、壊れたファンの羽根を収容することができる高強度で、軽量の構造を提供する試みにおいて、金属成分および非金属または有機タイプの補強成分を含む複合構造である。しかしながら、このような複合構造は、製造が困難である。なぜならば、ファンハウジングの非金属材料の補強構造は、製造が困難であり、製造において高価である。一般的には、このような非金属補強構造は、量的な生産において困難なイソグリッドタイプを使用して来た。このイソグリッドタイプは、ファンハウジングの一部が喪失され、破壊されてもその強度および完全性を維持しながら、ファンハウジングの補強および破壊されたファンの羽根を捕捉する能力を提供するのに有効である。複合イソグリッド構造は、ねじれおよび曲げの抵抗に関して、外殻構造に剛性を与えるために連続した外殻構造に隣接して、内外の補強部材またはスチフナ、リブを必要とする。外殻構造が大きくなればなるほど、補強が必要になる。補強部材は互いに分離し、好ましくは、格子構造である。１つの好ましい格子構造は、隣接する部材に対して、ほぼ６０度の角度を有する補強材料のイソグリッド構造である。
【０００８】
通常、このようなイソグリッド型複合構造は、木、弾性材料等の柔らかい不正確なツーリング部材を用いて格子パターンに樹脂（エポキシ）が含浸されたファイバ部材のトウを手で取り付けることによってつくられ、これは、イてソグリッド構造の製造反復性、寸法的な公差の変化、構造的な完全性、コスト等に影響を与える。多数のトウが、格子の各リブを形成するために垂直方向に重なった関係でマンドレルまたは他のツーリング部材に配置される。トウは、連続した複合構造外殻と共に圧力および熱を同時に加え硬化される。しかしながら、このような処理は、繰り返すことができず、製品は再生産することができない。別の例として、スチフナは、連続的なフィラメントのファイバ部材を円筒形マンドレルに自動的に巻くことによって取り付けてもよい。しかしながら、フィラメントの巻きは、ファイバの配置の不正確さ、並びに、配置したファイバの圧搾問題に関する問題を呈する。また、フィラメント巻きは、過剰なファイバスクラップを発生する。なぜならば、マンドレルの各端部に到達したとき、連続的な方向転換を必要とする。マンドレルの端部で方向転換するフィラメントは、最後の構造の部分を形成せず、切除されて廃棄される。フィラメントを巻く技術は、予めプログラムされた通路から所望の変更を受け入れ、凹形状の外側部分を呈するものを含む、複雑な形状のマンドレルにファイバを配置し、ツーリング部材の目標点でファイバ部材の配置を終結し、新しい目標点で新しいファイバ部材の取り付けを再スタートするようにファイバ部材の「操舵」能力がない。フィラメントを巻く技術は、ファイバ部材が２つまたはそれ以上の方向で交叉するノードで堆積されたファイバ部材をなくすか、低減することが不可能であることによって、補強部材が横切るか、交差する場合に特に厳しい制限がある。さらに、フィラメント巻き技術は、マンドレルの回転軸線にゼロ度で、すなわち、平行にファイバを配置する能力に欠ける。従って、製造の完全性、信頼性、反復性、寸法的な制御、および構造のコストを維持するためにイソグリッド構造のような複合構造の製造装置および方法が必要になる。補強構造を形成するために、ツーリング部材への特定の通路に沿って所望の長さで所望の角度で分離したファイバ部材を配置することができ、補強構造の上には複合ファイバのブランケットが配置され、所望の構造をつくるために硬化された所望の構造およびファイバを形成する製造装置が求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ファイバ補強構造の製造方法および装置に関する。本発明は、ツーリング部材および配分ヘッドが複合外殻の内外のファイバ部材に補強または強化部材を形成する互に重ねられた関係で個々の細長いファイバを配置し、ファイバの硬化を行って硬化複合構造を形成する、複合構造の製造方法および装置に関する。本発明は、ファイバ配置装置および複合構造ツーリング部材並びに補強構造の製造におけるその使用を含む。この装置は、それに適用するファイバ部材の配分ヘッドおよびツーリング部材を含む。ツーリング部材に対するファイバ部材の位置決めおよび制御を行うために、ファイバ部材の硬化中に硬化媒体が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１ないし図６を参照すると、本発明の複合ファイバ配置装置の好ましい実施例１０００の構造および動作が示されている。
【００１１】
ファイバ配置装置１０００は、オフセット取付アダプタ１０１２に取り付けられ、このアダプタは、ファイバトウが装置１０００によって加えられる、キャリッジ１２００またはマンドレルまたは他の近傍の他の取付構造の（図１に破線で示した）取付フレーム１２０２に固定される。直立したベース取付部分１０１４は、複数のキャップネジ１０１６を介して取付アダプタ１０１２に装置を固定し、これは、ワッシャ１０１８を貫通し、そのヘッドがベース取付部分１０１４の下面に設けられたカウンタボア１０２０内に含まれる。もちろん、他の手段は、取付アダプタ１０１２に、または取付フレーム１２０２に直接、または他の取付構造に固定するために他の手段が使用される。
【００１２】
フレームのサブ組立体１０２６は、ファイバトウが配置されるマンドレルまたは他のツーリング部材１０に向かってまたはそこから離れるように走行を制御することができるように、ベース取付部１０１４に水平方向に摺動可能に取り付けられる。このような制御された走行は、装置１０００の重量を支持することによって、ベース取付部１０１４を横切るように伸びる平行な直線方向のスライド１０２８（図３参照）に、ベース取付部１０１４および取付アダプタ１０１２に関して、部分的に影響を受ける。さらに、複動空気シリンダ１０３０の形が好ましいアクチュエータが、装置の後端でベース取付部１０１４に固定され、空気シリンダ１０３０の軸１０３２は、１０３４でフレームのサブ組立体１０２６に固定される。シリンダ１０３０は、空気ライン１０３６を通って反対側に加えられる空気圧に応答して、プログラムされた機械コントローラ１１５０の制御の下に、フレームのサブ組立体１０２６に取り付けられた装置の部品の前後の運動を行う。一例として、サブ組立体１０２６の好ましい前後の走行距離は、ほぼ６．３５cm（２．５インチ）である。ベース取付部分１０１４に接触するように残る、ばね荷重エンコーダプローブ１０４０の走行に応じてフレームのサブ組立体１０２６の正確な位置を検出するためにニューヨークのTroyのGurley  Precision 社から市販されたモデルP ４０のような測定ゲージエンコーダ１０３８が、配置される。
【００１３】
周りに複合ファイバ部材１０４４が巻かれたスプール１０４２は、クリール１０５０のベース１０４８に固定された直立支柱１０４６から水平方向に延びているフレームによって支持されている。また、クリール１０５０は、可動なフード１０５２を備え、このフードは、スプール１０４２上を延びており、クランプ組立体１０５４によって、クリールベース１０４８の各側に着脱可能に固定される。クリール１０５０内のスプール穴領域１０５６は、含浸されたファイバがスプールに対し過大な粘着性、可撓性を有することを防止するために、ボルテックスクーラ１０５９によって送られる冷却空気入口ポート１０５８（図２参照）を通して調整された空気の流れによって制御された温度になっている。空気は、フード１０５２とフレームのサブ組立体１０２６の部分との間の空隙を介してスプールホルダ領域１０５６を出る。
【００１４】
ファイバ部材１０４４は、（例えば）、0.32cm((１／８（0.125）)インチまたは0.64cm((１／４(0.25))の幅の１つのトウを含み、相互に平行なエポキシ樹脂が含浸された炭素ファイバからなり、スプール１０４２の後方から下方に後方ガイドにその周りに送られ、フレームのサブ組立体１０２６に取り付けられたローラ１０６０で再び方向を決め、フィアバ部材１０４４の方向をほぼ９０度の角度でツーリング（tooling）に向かう。また、フレーム組立体１０２６に取り付けられるトレイリディレクトローラ１０６２は、ファイバ部材１０４４をガイドトレイ１０７０に向ける。後方のレディレクトローラ１０６０は、装置１０００によって使用されるトウの幅に適合する寸法であるが、トレイディレクトローラ１０６２は、特定のトウ、または複数のトウバンド、幅、に適合する寸法であるのが好ましく、ローラ１０６２からフランジ１０６４が伸びてファイバ１０４４の側方を拘束する。ローラ１０６０および１０６２は、例えば、樹脂が含浸したファイバ部材１０４４の粘着を防止するためにポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標）ポリマーとして販売されている）の適当なカバリングが提供されている。
【００１５】
フレームのサブ組立体１０２６に取り付けられたガイドトレイ１０７０は、切断／付加モジュール１０７２を通って、ガイドまたは配分シュート１１００に進むとき、ファイバ部材１０４４の正確な制御を維持する。サーボモータ１０８０は、タイミングプーリ１０８４とタイミングベルト１０８６を通って駆動ローラ１０８２を駆動し、駆動ローラ１０８２に対してファイバ部材１０４４を押すためにアクチュエータ１０９２によって空気によって選択的に駆動される。駆動ローラ１０８２およびクランプローラ１０８８は、クランプローラ１０８８が駆動ローラ１０８２に対して作動するとき、ファイバ部材１０４４を前進させるために牽引と表面の柔軟性を提供するためにウレタンのような適当なカバーを備えている。サーボモータ１０８０は、ファイバ部材１０４４が目標場所でツーリング(tooling)に到達することを保証する閉鎖ループ位置モードで作動する。ガイドトレイ１０７０からファイバ部材１０４４を受け、それに固定されるガイドまたは配分シュート１１００は、それが、圧密作用または配分ローラ１１０４に隣接してスクープ１１０２を案内するために走行するとき、正確に横方向に拘束する寸法であり、ファイバ部材１０４４の特定のトウまたはバンドに対する側方の寸法である。複動空気ナイフアクチュエータ１１０６は、ガイドシュート１１１０は、ガイドシュート１１００を通ってファイバ部材１０４４の通路に横に位置決めされ、ナイフ刃１１０８は、ファイバ部材１０４４に接触し、それをアンビルに隣接したトウまたはバンドの分離した長さに切断するように、ガイドシュート１１００に切断空隙１１１０を通って明確に前進する。ナイフ・アクチュエータ１１０６は、圧搾空気ライン１１１４を通って、選択的に動力が加えられる。ローラアクチュエータ１０９２またはナイフ・アクチュエータ１１０６、またはそれらのいずれかは、空気よりもむしろ電気的に駆動され、ばねの戻りを使用する単動ナイフアクチュエータは、複動アクチュエータの代りに使用することが適当である。
【００１６】
選択的には、第２のボルテックスクーラ１０５９は、ファイバ部材１０４４の通路から堆積された樹脂を低減するためにローラ１０８２および１０８８、ナイフ刃１１０８およびアンビル１１１２およびガイドトレイ１０７０を冷却するために、通路の近傍の切断／付加モジュール１０７２に管または他の導管１０６１によって配分された冷却空気を発生するために使用される。
【００１７】
圧搾ローラ１１０４は、目標位置に配置されるファイバ部材１０４４に応答して回転する動力の加えられない、自由なホイールローラである。ガイドシュート１１００の端部から伸びるガイドスクープ１１０２は、圧搾ローラ１１０４の外周の曲率に従い、ファイバ部材１０４４の厚さよりわずかに大きいほぼ連続した半径方向の距離、間隔を置いている。圧搾ローラ１１０４の外周は、マンドレルまたは他の部材１１６０の表面の輪郭、すなわち、矛盾のない、均一な取り付け、圧搾、およびトウへの取り付けを保証するように、前に取り付けられたトウに適合可能なゴムのような弾性材料でカバーされることが好ましい。図面の図１で分かるように、ローラ１１０４は、軸１１２０の中央の位置に向かって偏倚されることが好ましく、これは、ローラ１１０４のハブの両側に作用するコイルばね１１２２によって、各端部がノーズ部分１１２１に取り付けられる。動作中にローラ１１０４の正確な側方の位置がエンコーダ１１２４によって検出され、そのプローブ１１２６は、ローラ１１０４の一方の側に隣接して配置されている。またエンコーダ１１２４は、Gurley Precision Instrumentsから市販されているモデルP４０の測定ゲージを有する。圧搾ローラのばね偏倚された、自由なフロート動作と組み合わせて位置監視を行う結果、軸１１２０のローラ１１０４の側方位置は、機械コントローラに戻るように送信され、装置１００の運動が「自己指示」モードでファイバの配分および圧搾においてマンドレルが最適に走行するように調整される。さらに、圧搾ローラ１１０４のフローティング動作は、ローラの横方向への動きが抑えられる場合に生じる損傷から部材を保護する作用をする。
【００１８】
この接続において、特に図面の図５を参照すると、スプール１０４２から圧搾ローラ１１０４へのファイバ部材１０４４の通路は、ファイバ部材の応用における従来の装置に比較して比較的簡単で複雑ではない。例えば、ファイバ部材１０４４の通路は、１８０度以下、実際には（スプール１０４２全体がどのようであるかに依存して）約１１０度から約１３０度の範囲のみ、スプール１０４２から最初の下方の通路からそれが圧搾ローラ１１０４の周囲に到達するまで作動する。その結果、ファイバ部材１０４４の望ましくない曲げおよびねじれが無くされ、ファイバ部材の完全性が保持される。さらに、トレイディレクトローラと圧搾ローラ１１０４との間のファイバ部材１０４４の通路が、ファイバ部材１０４４の最大限の表面積が部材１１６０（または前述したトウ）に提出され、樹脂に平行に配列され、均一に配分された個々のファイバ部材にしっかりと押される。
【００１９】
圧搾ローラ１１０４は、ツーリング部材１１６０に対して圧搾力を使用して、好ましくは、高温条件において、ファイバ部材１０４４をツーリング部材に加える。圧搾力は、前述したような、複動空気シリンダ１０３０によって提供される。ファイバ部材１０４４のエポキシ樹脂に粘性を与え、粘着性を向上するか、または高温空気トーチ１１３０によって前述したトウに部材の圧搾領域に熱を加え、そのファン形状のノズル１１３２は、圧搾ローラ１１４０およびガイドスクープ１１１０２のすぐ下にある。
【００２０】
本発明の動作において、ファイバ部材１０４４は、プログラムされた機械コントローラ１１５０の制御の下で圧搾ローラ１１０４に送られる。ファイバ部材１０４４の分離した部分または、トウの取り付けの開始における目標スタート点が選択され、ファイバ部材１０４４は、駆動ローラ１０８２およびクランプローラ１０８８の共同によって圧搾ローラ１１０４に前進される。装置１０００は、その全体の長さに沿った位置で、ファイバ部材のトウ１１６２の取り付けを容易にするために、取付アダプタ１０１２を通して長手方向の軸線にマンドレル又は他のツーリング部材１１６０の長手方向に平行な方向に、または取付アダプタ１０１２を通って又はマンドレル又は横断可能なようにキャリッジ２００に取り付けられ、或いは、マンドレルまたは他のツーリング部材１１６０は、このような装置１０００を越える側方の運動が可能なように取り付けられる。好ましくは、キャリッジ２００は、トウがマンドレルまたは他のツーリング部材上のいかなる位置と角度でも配置できるように、米国特許第4,867,834号に示されているタイプの６軸ファイバ配置機械の一部を形成する。前述した軸は、前述した長手方向のキャリッジの動き、並びに、マンドレルの長手方向軸線を横断する半径方向のキャリッジの動き、キャリッジ２００に関する装置１０００のロール、ピッチおよびヨーの運動、および長手方向の軸線の周りでのマンドレルまたは他のツーリング部材１１６０の回転を含む。ここに使用するような、装置の運動に関する「ロール」という用語は、マンドレルの軸に直角な水平方向の軸の周りの回転運動を意味する。また、「ピッチ」という用語は、マンドレルの軸に直角な水平方向の軸の周りの回転運動を意味する。「ヨー」という用語は、垂直軸の周りの回転運動を意味する。最も好ましくは、キャリッジ２００は、前述した軸並びに装置１０００の昇降を変える能力を含むトウの配置を含む７つの運動を提供する複数軸のファイバ配置機械を備えている。ファイバ部材１０４４の自己供給を含む、本発明の装置の自己収容装置は、ツーリング部材１１６０に直角な軸線の周りの装置１０００の回転を容易にし、部材の軸線に平行なトウの走行を可能にする。
【００２１】
いずれかの場合において、圧搾ローラ１１０４が目標ファイバ取付スタート点に隣接しているとき、装置１０００は、ツーリング部材１０に対して空気シリンダ１０３０によって前方に駆動され、ファイバ部材が適用される間、軸の周りで回転し、熱がトーチノズルによって加えられる間、ローラ１１０４によって圧搾される。図面の図５は、ツーリング部材１０に対する（破線で示すように）トウ１１６２の形でファイバ部材１０４４の適用を概略的に示す。もちろん、ツーリング部材１０の長手方向の軸線に沿ったツーリング部材１０または装置１０００の相対的な運動は、ファイバ部材１０４４の一部を有するトウ１１６２が所望の角度方向に適用されるように同時に行われる。コントローラ１１５０がファイバ部材１０４４の適当な長さがスプール１０４２から繰り出されたことを検出したとき、目標の端点で部材１６０に完全にトウを取り付けるための正しい長さでる。この装置１０００および部材は、移動され、部材１０の場合、新しいトウの目標点まで移動され、ファイバ部材がスタートされ、新しいトウが取り付けられ、圧搾される。積み重ねたトウ１１６２の複数枚重複することによって、補強リブまたはスチフナ１１６４は、図６に示すようなツーリング部材またはマンドレル１０に積み重ねられる。図６に示すように、トウ１１６２は、前述したようにノード１１６６で重複し、交差して、格子模様を形成するように異なる方向に容易に配置される。装置１０００の切断および付加性能は、ノードの製造を容易にし、トウ１１６２を異なる方向のトウ１１６２を重複させるのではなく、接触するか、コントローラ１１５０をプログラムすることによって示すようにトウ１１６２を接触と重複との組み合わせである。さらに、アンビル１１１２を支持するナイフアクチュエータは、コントローラ１１５０の制御によって破線で概略的に示すように回転駆動ユニットRに応じてガイドシュートを通って、ファイバ部材１０４４の通路を交差するか、直角な軸Ａの周りで回転するように取り付けられる。このような方法において、切断するファイバ部材１０４４より大きいナイフ刃１１０８およびアンビル１１１２を使用するとき、トウ１１６２の間のクロスオ−バー角度に対するナイフ刃１１０８の切断角に合致させるときに変化され、第１のトウ１１６２の前端面および第２のトウ１１６２の後端面１１７２（図７参照）は、各端面が（図７でハッキリ示すように側面１１７４からわずかに間隔を示す前端１１７０および後端１１７２）に接触する前述したトウ１１６２に平行になる。
【００２２】
図８を参照すると、硬質ツーリング部材(Hard tooling)１２と硬化媒体１４の一部を含む本発明のツーリング部材組立体１０の一部が示されている。ツーリング部材１２は、イソグリッド（isogrid）構造、または所望の有利な複合補強構造の製造において、平面状、環状、円形、円錐形、ピラミッド形、矩形等所望の有利な形状または構成に形成される。この場合、ツーリング部材１２の部分は、中に複数の凹所のポケット１８が形成された金属シート１６を有し、凹所のポケット１８の間に伸びている取り付けられたファイバ部材（図示せず）の支持を行う複数の開口２０および複数のリブ２２を有する。凹所を備えたポケット１８およびリブ２２は、形成される所望の複合構造に望ましい形状または構成である。リブ２２は、隣接するリブ２２に関して所望の角度であり、ツーリング部材１２のリブ２２′のように設定されるマンドレルの回転軸２５の方向に平行に伸びている。ノード２３のようなツーリング部材１２のノード２３で生じるリブ２２，２２′の交差は、リブ２２，２２′の交差によって形成される所望の形状である。各凹所ポケット１８は、硬化媒体１４の一部を受け、保持するために使用される所望の数の開口２０を有する。リブ２２，２２′は、ファイバ部材の取り付けによってツーリング部材に形成される複合構造に依存して所望の幅または形状に形成される。所望ならば、ツーリング部材１２は、中に形成された凹所１８を有さないが、中に複数の開口２０を含む。硬化媒体１４は、複数の個々の硬化ブロック２４を含み、各ブロック２４は、ツーリング部材１２の対応する凹所ポケット１８内に適合する形状を有する。各硬化ブロック２４の形状は、対応する凹所ポケット１８の所望の形状である。各硬化ブロック２４は、硬化ブロック２４が対応する凹所ポケット１８に組み立てられるとき、ツーリング部材１６に所望の複合構造の形成を可能にするのに十分な厚さと高さを有する。各硬化ブロック２４は、アルミニウム、チタン、その合金、シリコンエラストマー材料、高硬度のエラストマー材料、高融点のプラスティック材料、セラミック材料等のような、製造および硬化中の複合構造の形成中に、その形状を保持することができる。硬化ブロック２４およびツーリング部材１２は、形成する所望の複合構造の容易に機械加工可能で、形成可能でなければならないと同時に、軽量であることが望ましい。
【００２３】
硬化ブロック２４は、ピン接続、ネジ溝付の接続、弾性ばね接続等のような適当な手段によって、ツーリング部材の凹所を備えたポケット１８内に配置される。ツーリング部材１２を使用して形成される複合構造を正確に制御するために、各硬化ブロック２４は、０．２５mm（０．０１０インチ）の空隙の場合、最小限の空隙で対応する凹所ポケット１８内に嵌合される。この方法において、硬化ブロック２４およびツーリング部材１２を使用して形成する複合構造は、寸法的に正確に制御される。
【００２４】
図９を参照すると、硬化ブロック２４がその底部から示されている。このブロック２４は、ツーリング部材１２のシート１６の開口２０内に受けられる複数のピンまたはナブ３０を含む（図１参照）。前述したように、硬化ブロック２４は、硬化ブロック２４およびツーリング部材１２ならびに凹所のポケット１８にブロック２４を正確に保持するために、硬化ブロック２４およびツーリング部材１２並びにブロック２４内に含まれる所望のピン３０を使用して複合構造が形成される所望の形状である。
【００２５】
図１０を参照すると、硬化媒体１４の硬化ブロック２４は、複数のピン３０を備えるように側面から示されており、ピン３０は凹所ポケット１８内にブロック２４を配置し保持するためにツーリング部材１２のシート１６の開口内に受けられる。ピン３０はツーリング部材１２上に、硬化ブロック２４の正確な配置および保持を行う所望の長さ、寸法、および適当な材料である。所望ならば、各ピンは、ツーリング部材のシートの開口２０にブロック２４の挿入の際の補助となるように環状の面取り面を備えている。
【００２６】
図１１を参照すると、硬化媒体１４の硬化ブロック１４は、他の弾性またはバネタイプの接続部分を備えた底部が示されている。図示したように、硬化ブロック２４は、複数の弾性ばねタイプの接続部分３０を含み、接続部分３０は、ツーリング部材１２のシート１６の開口内に受けられる（図８参照）。上述したように、硬化ブロック２４は、凹所を備えたポケット１８内に硬化ブロック２４、ツーリング部材１２並びに、ブロック２４を凹所内のポケット１８に正確に保持するために、ブロック内に含まれるばねタイプの所望の数の弾性接続部分３４を使用して複合構造を形成する。弾性ばねタイプの接続部分３４は、ツーリング部材１２のシート１６に開口部２０の弾性ばねタイプの接続部分を保持するために端部部分３６を通して挿入されるピン（図示せず）または適当な部材を有する。
【００２７】
図１２を参照すると、硬化媒体１４の硬化ブロックは、ツーリング部材１２のシート１６の開口２０内に受けられ、凹所ポケット１８内にブロック２４を位置決めし、保持する複数の弾性ばねタイプの接続部分３４を備えた側面から示されている。弾性ばねタイプの接続部３４は、ツーリング部材１２の硬化ブロック２４の正確な位置決めおよび保持のための所望の長さ、寸法および適当な材料である。
【００２８】
図１３を参照すると、ツーリング部材へのかみ合い部分４２が示されており、ツーリング部材１２に適用されるファイバ部材のトウおよび複合構造の硬化中に使用される部材４２のかみ合い部分を使用して所望の複合構造の形成した後、ツーリング部材１２と硬化ブロック２４とがかみあう。部材４２のかみあい部分は、複数の凹所ポケット４８を備えており、硬化媒体１４の対応する硬化ブロック２４の一部を受けるために、硬化中に複合構造を保持するために、凹所ポケット４８の間のツーリング部材１２にシート１６のリブ２２，２２′に対応するように配置された凹所ポケット４８の間に形成された複数のリブ４４，４４′を有する。ツーリング部材１２上のリブ２２′と同様に、ツーリング部材１２が設置されるマンドレルの回転軸線２５に平行に、リブ４４′が伸びている。部材４２のかみあい部分は、ツーリング部材１２と硬化ブロック２４の鏡像として形成される。部材４２のかみあい部分は、複合構造の硬化過程の間の高温中に、十分な強度を有する複合構造の硬化過程中に使用される望ましい材料で形成される。
【００２９】
図１４を参照すると、硬化ブロック１２４を備えた環状構造は、環状の複合構造を形成するように示されている。ツーリング部材１１２は、適当な材料の硬質シート１１６を含み、この適当な材料は、複合構造が形成されるリブ１２２，１２２′を有する凹所ポケット１１８で保持された複数の硬化ブロック１２４を有する。ツーリング部材１１２は、ツーリング部材１１２の支持のために適当な装置に使用する環状の複合構造を形成する適当な便利な形状である。硬化ブロック１２４は、凹所ポケット１１８に硬化ブロック１２４を保持するために、ツーリング部材１１２に適当な所望な接続部分を使用して所望の形状に形成される。ツーリング部材１１２は、環状のツーリング部材１１２を形成するように適当な所望数および形状に形成され、このセグメントは、硬化複合構造の内側から部材の除去を可能にする。ツーリング部材１１２は、ツーリング部材１１２に形成された複合構造の形成および硬化中に使用するフランジ１２６を含む。ツーリング部材１１２は、複合構造の形成用に回転軸２５を有する。
【００３０】
図１５を参照すると、ツーリング部材１１２のカバー１３０を有するツーリング部材１１２が示されており、カバー１３０は、ツーリング部材１１２に形成された複合構造の硬化中に使用される凹所ポケット１１８および硬化ブロック１２４（図１４参照）を含む部材１１２上の範囲に示されている。カバー１３０は、アルミニウム、チタン、スチール等のような高温での複合構造の硬化中に、使用される適当な材料である。カバー１３０およびツーリング部材１１２は、取り扱いを目的として軽量で、硬化過程中に複合構造を入れる十分に強い構造でなければならない。このカバー１３０は、クランプおよびネジ溝１３２の使用のような適当な固定具の構成によって、ツーリング部材１１２に固定される。
【００３１】
図１６を参照すると、４つの硬化ブロック２４、または１２４の結合点においてカバー１３０のないツーリング部材１２または１１２の一部が示されている。所望ならば、硬化ブロック２４は、成形中および複合構造の硬化中、ツーリング部材１２または１１２にファイバ材料を保持するために輪郭縁部を含む。輪郭縁部２６は、ツーリング部材１２または１１２上にファイバ材料およびコーティングを保持し、収容する。
【００３２】
図１７を参照すると、硬化ブロック２４およびカバー１３０を備えたツーリング部材１２、または１１２に形成される複合構造の一部が、図１６の線９−９に沿って描かれている。図示するように、硬化ブック２４は、縁部２６を有し、この縁部２６は、部材１２のリブ（リブ２２′）に形成された複合構造に隣接した適当な垂直方向の輪郭を有する。この縁部２６は、適当な形状であり、図示したように隣接した硬化ブロック２４から変化する。硬化ブロック２４の輪郭縁部２６の目的は、前述したファイバ部材のトウ１１６２からなるファイバ材料２００を閉じこめ、保持し、これは、ガラス、黒鉛、ボロンまたはポリアミド（Kevlar）のような硬化可能な結合材料で含浸され、ツーリング部材１２のリブ２２の個々のストランドまたは複数のストランドとしてコートされる炭素ファイバを含む。トウは、ファイバ材料の積み重ね中、ファイバ２０２およびそれらのコーティング２０４を含むファイバ材料２００の硬化中、「縦糸」のスレッドを横切ることによって、所定の位置に維持されるか、結合剤によって積み重ねることによって、相互に側方に接着される。硬化ブロックの輪郭縁部２６は、コーティングが流れて硬化ブロック２４とツーリング部材１２との間に存在する面積の形状をとるように流れるとき、特に、その硬化中に、ファイバ材料２００の配置および動きを制御するように作用する。さらに、図示したように、ファイバ材料２００の硬化中に、複合構造を形成するカバー１３０と、ツーリング部材１２のリブ２２に形成されたがファイバ材料が使用される。弾性部材１３６は、硬化媒体１４の硬化ブロック２４とツーリング部材１２のリブ２２との間の領域にその硬化中にファイバ材料２００を閉じこめ、付加するために使用される。弾性部材１３２は、合成ゴム、ネオプレン等のような複合構造を形成するような高温でファイバ材料の硬化に使用される適当な弾性材料である。同様に、弾性部材１３２は、形成されている複合構造に依存してこのような使用に関して適当な厚さを有する。図示したように、コーティング２０４は、硬化処理中に、硬化ブロック２４、ツーリング部材１２のリブ２２、およびカバー１３０によってバックアップされた弾性材料１３６の間に形成された領域の形状をとるようにファイバ材料２００のファイバ２０２の周りから流れる。この方法において、硬化ブロック２４の輪郭を有する縁部２６は、形成された複合構造の正確な寸法的な制御を提供するために複合構造の形成および硬化の間、ファイバ２０２の配置を制御するように作用する。この方法において、寸法は、複合構造に関して正確に制御され、さらに詳細には、硬化媒体１４のツーリング部材１２および硬化ブロック２４を使用して追加的な複合構造を形成するために繰り返される。所望ならば、弾性部材１３６は、部材１３６がそのたわみおよび動きをすることなく、このような使用のために十分な強度を有するならば、複合構造の硬化中にカバー１３０がないように使用することができる。
【００３３】
図１８を参照すると、ツーリング部材１２に形成された複合構造の一部の他の構成は、図１６の線９−９に沿って示されるように示されている。図示するように、硬化ブロック２４は、ツーリング部材１２のリブ２２に形成された複合構造に隣接した適当な垂直方向の輪郭を有する縁部２６を有する。縁部２６は、適当な形状であり、図示したように、硬化ブロック２４に隣接するように硬化ブロック２４から変化する。硬化ブロック２４の輪郭縁部２６の目的は、ファイバ材料の配置およびファイバ２０２およびそれらのコーティング２０４を含むファイバ材料２００の硬化中に、ツーリング部材１２に、個々のストランドまたは複数にストランドのトウ１１６２としてファイバ２０２およびコーティング材料２０４を含むファイバ材料２００を閉じこめ保持することである。硬化ブロックの輪郭を有する縁部２６は、硬化ブロック２４とツーリング部材１２のリブ２２との間に存在する領域の形状をとるようにコーティングが流れるときに、特に硬化中に、ファイバ材料２００とそのコーティングの配置および動きを制御するように作用する。さらに、ファイバ材料２００の硬化中に、複合構造を形成するために、カバー１３０が配置され、適当な弾性材料が、カバー１３０とツーリング部材１２のリブ２２に形成されたファイバ材料２００との間に適当な弾性材料が形成されている。弾性カバー１４０と膨張可能なキャビティ１４２を備えた膨張可能なタイプの部材である弾性部材は、ブロック２４とツーリング部材１２のリブ２２との間の領域にその硬化中にファイバ材料２００を閉じこめ、付加するように使用される。弾性部材１３８は、高温で合成ゴム、ネオプレン等のような複合構造を形成するためにファイバ材料を硬化するために使用される適当な弾性材料である。これらの合成ゴム、ネオプレン等は、硬化中にファイバ材料のローディングのために使用される膨張圧力に耐えることができなければならない。この膨張部材１３８は、所望なように空気、窒素等のような所望のガスを使用して膨張される。キャビティ１４２の膨張圧は、所望ならば、硬化中ファイバ材料２００に確実に適当な圧力を加えるために硬化中にリアルタイムで遠隔的に監視される。同様に弾性部材１３８は、形成されている複合構造に依存して、このような使用の適当な厚さを有する。図示したように、コーティング２０４は、硬化ブロック２４、ツーリング部材１２のリブ２２と、カバー１３０によってバックアップされた弾性部材１３８との間に形成された領域の形状をとるように硬化中にファイバ材料２００のファイバ２０２の周りに流れる。この方法において、硬化ブロック２４の輪郭縁部２６は、形成される複合構造の正確な寸法の制御を提供するように複合構造の形成、硬化の間、ファイバ２０２の配置を制御するように作用する。この方法において、寸法は複合構造を正確に制御するために、また、ツーリング部材１２および硬化ブロック２４を使用して追加の複合構造を形成するために繰り返される。
【００３４】
図１９を参照すると、図１９はツーリング部材１２または１１２（図示せず）と硬化ブロック２４との間で（トウ１１６２の）ファイバ材料２００によって形成される硬化した複合構造の図面である。図示するように、ファイバ２００は、その交差点で互いに重なり、硬化ブロック２４の所望の輪郭形状をとることによって保持される。この方法において、硬化ブロック２４を使用するツーリング部材１２または１１２に形成された複合構造の形状および寸法の正確な制御は、同じツーリング部材１２または１１２および硬化ブロック２４を使用して複数の複合構造を形成するために繰り返し可能な基礎となる。
【００３５】
図２０を参照すると、硬化ブロック２４またはカバー１３０を備えたツーリング部材１２、または１１２（図示せず）に形成された複合構造の一部が示されている。硬化ブロック２４は、ツーリング部材１２に形成された複合構造に隣接した適当あ垂直方向の輪郭を備えた縁部２６を有する。縁部２６は、適当な形状であり、図示したような硬化ブロック２４から隣接した硬化ブロック２４に変化する。硬化ブロック２４の輪郭縁部２６の目的は、ファイバ材料２００（トウ１１６２）を閉じこめ、保持することであり、これはファイバ材料２００の積み重ね中、ファイバ２０２およびそれらのコーティング２０４を含むファイバ材料２００が硬化して複合構造を形成中、個々のストランドまたは複数のストランド中のいずれかに、ファイバ２０２およびコーティング材料２０４を含む。硬化ブロック２４の輪郭縁部２６は、硬化ブロック２４とツーリング部材１２のリブとの間に存在する面積の形状をとるようにコーィングが流れるとき、ファイバ材料２００の配置および動きを制御するように作用する。さらに図示したように、コーティング２０８を有するファイバ２０２の複数層２０６が示され、コーティング２０６は硬化ブロック２４の外側に配置され、ファイバ２０２の上方の範囲は、複合構造のリブ２１０を形成し、ファイバ２０２の層２０６は、複合構造のシェルまたはカバー２１２を形成する。層２０６は、ツーリング部材１２のリブ２２に、ツーリング部材１２の硬化ブロック２４上のリブ２１０上に配置される。弾性部材１３２は、合成ゴム、ネオプレン等のような、複合構造を形成するために高温でファイバ材料の硬化中に使用される適当な弾性材料である。同様に、弾性部材１３２は、形成される複合構造に依存して使用するような適当な厚さを有する。図示したように、ファイバ２０２上のコーティング２０４は、硬化ブロック２４、ツーリング部材１２、およびカバー１３０によってバックアップされた弾性部材１３６の間に形成された領域の面積をとるように硬化中にファイバ材料２００のファイバ２０２の周りに流れた。この方法において、硬化ブロック２４の輪郭を有する縁部２６は、形成される複合構造の正確な寸法上の制御を提供するように複合構造の形成および硬化中にファイバ２０２の配置を制御するように作用する。この方法において、リブ２１０がブロック２４の間に形成される間、複合構造のシェルまたはカバー２１２を形成する層２０６の硬化と関連してツーリング部材１２および硬化媒体１４の硬化ブロック２４を使用して追加の複合構造を形成するように繰り返される。所望ならば、弾性部材１３６は、部材１３６がたわみ、またはその運動を生じることなく、このような使用のために十分な強度を有する倍には、複合構造の硬化中にカバー１３０を必要とせずに使用される。
【００３６】
図２１を参照すると、硬化媒体１４およびカバー１３０の硬化ブロック２４を備えたツーリング部材１２または１１２（図示せず）に形成された複合構造の一部が示されている。図示したように、ツーリング部材１２は、硬化ブロック２４が部材１２に配置される前に、１つまたはそれ以上の複数層２０６のファイバ材料２００を有する。所望ならば、ファイバ材料２００の層２０６は、カバーまたはシェルを形成し、ファイバ材料２００を配置してカバーまたはシェル２１２にリブ２１０を形成するためにツーリング部材１２に配置される。１つの例によれば、リブ２１０は、硬化ブロック２４を使用する前にツーリング部材１２に個々のストランドまたは複数のストランドのトウ１１６２から構成される。別の例として、層が取り付けられた後、ツーリング部材１２上に硬化ブロック２４が配置され後、ブロックが位置決めされた領域のツーリング部材１２上の層２０６の上に個々のストランドまたは複数のストランドのトウ１１６２からリブを形成してもよい。前述したように、硬化ブロック２４の各々は、硬化ブロック２４の間に形成された複合構造に隣接した適当な垂直方向の輪郭を有する。輪郭を備えた縁部２６の目的は、ファイバ材料２００の堆積中、およびファイバ材料２００の切断中、ファイバ２０２およびコーティング材料２０４を含むファイバ材料２００を閉じこめ、制御し、保持して複合構造を形成することである。ファイバ材料２００の切断中に、複合構造を形成するためにカバー１３０が使用される。適当な弾性材料が、硬化中にファイバ材料２００を閉じこめ、付加するためにカバー１３０とファイバ材料２００との間に、硬化ブロックの間およびその下に適当な弾性材料が配置される。弾性部材１３２は、ファイバ材料２００の硬化中に使用される適当な材料および厚さを有する。図示したように、コーティング２０４は、硬化過程中に、ファイバ材料２００のファイバ２０２の周りに流れる。
【００３７】
図２２を参照すると、硬化媒体１４の硬化ブロックおよびカバー１３０を備えたツーリング部材１２または１１２に形成された複合構造の一部が示されている。図示するように、ツーリング部材１２は、シェルまたはカバー２１２を形成するようにファイバ材料２００の１つまたは複数の層を有し、ファイバ材料２００の層は、硬化ブロック２４がシェルまたはカバー２１２に配置され、リブ２１０の間に配置される前に、リブ２１０を形成するように配置される。ファイバ材料２００は、カバーまたはシェル２１２を形成し、カバーまたはシェル２１２上にファイバ材料２００、トウ１１６２を配置して複合構造のリブ２１０を形成するためにファイバ材料２００をツーリング部材１２上に配置する。次に、それに取り付けられた硬化ブロック２４および硬化媒体を備えた可撓性および弾性シート１４０は、ファイバ材料２００の硬化前に、リブ２１０の間に硬化ブロック２４を挿入し配置するために使用される。硬化ブロックは、接着剤１６２またはシート１６０の開口１６２にかみあう硬化ブロック２４のピンまたはナブ３０によって、可撓性弾性シート１６０に適当な手段によって固定される。可撓性弾性部材は、ツーリング部材１２のファイバ材料２００に形成されたリブ２１０の間の領域に硬化ブロック２４の位置決めを可能にするように十分な可撓性の弾性を有する。リブ２１０のような、複合構造に隣接した垂直方向の輪郭２６を有する硬化ブロック２４は、その硬化中に、ファイバ材料を制御するために硬化ブロック２４の間に形成されている。複合構造を形成するためにファイバ材料２００の硬化中にカバー１３０が使用され、硬化中のファイバ材料２００を閉じこめ、付加するために適当な弾性部材１３６が硬化ブロック２４を保持する可撓性弾性シート１６０と、カバー１３０との間に配置される。弾性部材１３２は、ファイバ材料２００の硬化中に使用する適当な材料および厚さを有する。図示したように、ファイバ材料２００のコーティング材料２０４は、ファイバ材料２００の硬化中に使用する適当な材料または厚さを有する。図示したように、ファイバ材料２００のコーティング材料２０４は、硬化過程中にファイバ２０２の周りから流れる。
【００３８】
図２３を参照すると、硬化媒体１４およびカバー１３０の硬化ブロック２４を備えたツーリング部材１２または１１２（図示せず）の一部が示されている。図示するように、ツーリング部材１２は、シェルまたはカバー２１１２を形成するためにファイバ材料２００の１つまたは複数の層２０６を有し、ファイバ材料２００、トウ１１６２の層は、カバーまたはシェル２１２を形成するためにツーリング部材１２に硬化ブロック２４が配置される前に、リブ２１０を形成するためにファイバ材料２００の層が配置される。ファイバ材料２００は、カバーまたはシェル２１２を形成し、カバーまたはシェル２１２上にファイバ材料２００、トウ１１６２を配置して複合構造のリブ２１０を形成するためにファイバ材料２００をツーリング部材１２上に配置する。次に、室１７６および開口１７４を備え、それに取り付けられた硬化ブロック２４および硬化媒体を備えた可撓性および弾性シート１４０は、ファイバ材料２００の硬化前に、リブ２１０の間に硬化ブロック２４を挿入し配置するために使用される。硬化ブロック２４は、接着剤１７２またはシート１７０の開口１６４にかみあう硬化ブロック２４のピンまたはナブ３０によって、可撓性弾性シート１７０に適当な手段によって固定される。部材１７０は、ファイバ材料２００の硬化過程中に、リブ２１０の間に硬化ブロック２４の挿入を容易にするように圧力を加えるために、液圧を加えることができるようにカバー１３０内の開口に接続されている室１７６を有する。適当な液体は、圧搾空気、不活性ガス等のようなキャビティ１７６に使用される。可撓性弾性部材１７０は、ツーリング部材１２にシェルまたはカバー２１０を形成するファイバ材料２００に形成されたリブ２１０の間の領域に硬化ブロック２４の位置決めを可能にするように十分な可撓性の弾性を有する。リブ２１０のような、複合構造に隣接した垂直方向の輪郭２６を有する硬化ブロック２４は、その硬化中に、ファイバ材料を制御するために硬化ブロック２４の間に形成されている。複合構造を形成するためにファイバ材料２００の硬化中にカバー１３０が使用される。弾性部材１７０は、ファイバ材料２００の硬化中に使用する適当な材料および厚さを有する。図示したように、ファイバ材料２００のコーティング材料２０４は、ファイバ材料２００の硬化中に使用する適当な材料または厚さを有する。図示したように、ファイバ材料２００のコーティング材料２０４は、硬化過程中にファイバ２０２の周りから流れる。
【００３９】
図２４を参照すると、硬化媒体１４の可撓性弾性成形部材１８０を備えたツーリング部材１２または１１２（図示せず）に形成された複合構造の一部が示されている。図示するように、コーティング２０４を有するファイバ２０２のファイバ材料２００のツーリング部材１２にトウ１１６２のリブ２１０が形成される。部材１８０、硬化媒体が、ツーリング部材１２に配置されたファイバ材料２００の硬化中に所望の所定の形状または構成を有する可撓性弾性材料で形成されている。部材１８０は、ファイバ材料の硬化中に使用される適当な材料であり、このような材料は、硬化過程中にその形状を保持し、硬化中に複合材料のリブ２１０またはトウを形成するためにファイバ材料２００を閉じこめるために十分な強度並びにツーリング部材１２に形成されたリブ２１０の間の領域に部材１８０の挿入を可能にする十分な弾性を有する。
【００４０】
ツーリング部材１２は、シェルまたはカバー２１１２を形成するためにファイバ材料２００の１つまたは複数の層２０６を有し、ファイバ材料２００、トウ１１６２の層は、カバーまたはシェル２１２を形成するためにツーリング部材１２に硬化ブロック２４が配置される前に、リブ２１０を形成するためにファイバ材料２００の層が配置される。ファイバ材料２００は、カバーまたはシェル２１２を形成し、カバーまたはシェル２１２上にファイバ材料２００、トウ１１６２を配置して複合構造のリブ２１０を形成するためにファイバ材料２００をツーリング部材１２上に配置する。次に、室１７６および開口１７４を備え、それに取り付けられた硬化ブロック２４および硬化媒体を備えた可撓性および弾性シート１４０は、ファイバ材料２００の硬化前に、リブ２１０の間に硬化ブロック２４を挿入し配置するために使用される。硬化ブロック２４は、接着剤１７２またはシート１７０の開口１６４にかみあう硬化ブロック２４のピンまたはナブ３０によって、可撓性弾性シート１７０に適当な手段によって固定される。部材１７０は、ファイバ材料２００の硬化過程中に、リブ２１０の間に硬化ブロック２４の挿入を容易にするように圧力を加えるために、液圧を加えることができるようにカバー１３０内の開口に接続されている室１７６を有する。適当な液体は、圧搾空気、不活性ガス等のようなキャビティ１７６に使用される。可撓性弾性部材１７０は、ツーリング部材１２にシェルまたはカバー２１０を形成するファイバ材料２００に形成されたリブ２１０の間の領域に硬化ブロック２４の位置決めを可能にするように十分な可撓性の弾性を有する。リブ２１０のような、複合構造に隣接した垂直方向の輪郭２６を有する硬化ブロック２４は、その硬化中に、ファイバ材料を制御するために硬化ブロック２４の間に形成されている。複合構造を形成するためにファイバ材料２００の硬化中にカバー１３０が使用される。弾性部材１７０は、ファイバ材料２００の硬化中に使用する適当な材料および厚さを有する。図示したように、ファイバ材料２００のコーティング材料２０４は、ファイバ材料２００の硬化中に使用する適当な材料または厚さを有する。図示したように、ファイバ材料２００のコーティング材料２０４は、硬化過程中にファイバ２０２の周りから流れる。部材１８０は、ナイロン、KevlarTM  適当なファイバ材料で補強されたゴム、ネオプレン等のようなシリコン・エラストマー材料、ゴム、合成ゴムである。部材１８０は、圧搾成形のような所望の形状に形成される。部材１８０は、硬化の後に所望のリブ構造２１０をつくるために所望ならば、垂直方向または横方向のいずれかに所望の輪郭を有する複合構造のリブ２１０を形成するためにファイバ材料２００を閉じこめるために使用される。部材１８０は、ツーリング部材１２に硬化されないリブ２１０を形成するためにファイバ材料２００を加えた後、ツーリング部材１２に加えられるか、設置される。部材１８０は、リブ２１０上に加えられる部材の部分１８２およびツーリング部材１２に接触する部材１８０の残りの部分を備えたファイバ材料２００のリブ２１０上のツーリング部材に加えられる。ファイバ材料２００の切断過程中に、部材１��０は、カバー１２および部材１８０の間の領域１４２にカバー１３０の開口３００を通って圧搾ガスまたは不活性ガスのような適当な量の圧力を加え、硬化中リブ２１０の周りでツーリング部材１２に対して部材１８０を押し、硬化中のリブ２１０の形状と硬化過程中のファイバ２０２のコーティング材料２０４の流れを制御することによって、ファイバ材料を押すように付加し、部分１８２の輪郭１８６がリブ２１０の断面形状を提供する。前述したように、ファイバ材料２００は、ツーリング部材１２にリブ２１０を形成するために個々のストランドまたはストランドのトウのようなファイバ材料２００が適用される。図示するように、部材１８０の部分の輪郭１８６は、硬化過程中に、硬化ブロック２４が使用されるときと同様な断面形状を有するリブ２１０を形成する。
【００４１】
図２５を参照すると、硬化媒体１４の可撓性弾性成形部材１８０を備えたツーリング部材１２または１１２（図示せず）に形成された複合構造の一部が示されている。図示するように、コーティング２０４を有するファイバ２０２のファイバ材料２００のツーリング部材１２のリブ２２上にトウ１１６２のリブ２１０が形成される。部材１８０、硬化媒体が、ツーリング部材１２に配置されたファイバ材料２００の硬化中に所望の所定の形状または構成を有する可撓性弾性材料で形成されている。部材１８０は、ファイバ材料の硬化中に使用される適当な材料であり、このような材料は、硬化過程中にその形状を保持し、硬化中に複合材料のリブ２１０またはトウを形成するためにファイバ材料２００を閉じこめるために十分な強度並びにツーリング部材１２に形成されたリブ２１０の間の領域に部材１８０の挿入を可能にする十分な弾性を有する。部材１８０は、ナイロン、KevlarTM  適当なファイバ材料で補強されたゴム、ネオプレン等のようなシリコン・エラストマー材料、ゴム、合成ゴムである。部材１８０は、圧搾成形のような所望の形状に形成される。部材１８０は、輪郭１８６を有する部分１８２を有し、部分１８２は、硬化の後に所望のリブ構造２１０をつくるために所望ならば、垂直方向または横方向のいずれかに所望の輪郭を有する複合構造のリブ２１０を形成するためにファイバ材料２００を閉じこめるために使用される。部材１８０は、ツーリング部材１２に硬化されないリブ２１０を形成するためにファイバ材料２００を加えた後、ツーリング部材１２に加えられるか、配置される。部材１８０は、リブ２１０上に加えられる部材の部分１８２に、また残りの部分は、ツーリング部材１２に接触するようにファイバ材料２００のリブ２１０上に加えられる。ファイバ材料２００の硬化過程中に、部材１８０は、カバー１２および部材１８０の間の領域１４２にカバー１３０の開口３００を通って圧搾ガスまたは不活性ガスのような適当な量の圧力を加え、硬化中リブ２１０の周りでツーリング部材１２に対して部材１８０を押し、硬化中のリブ２１０の形状と硬化過程中のファイバ２０２のコーティング材料２０４の流れを制御することによって、ファイバ材料を押すように付加し、部分１８２の輪郭１８６がリブ２１０の断面形状を提供する。前述したように、ファイバ材料２００は、ツーリング部材１２にリブ２１０を形成するために個々のストランドまたはストランドのトウのようなファイバ材料２００が適用される。図示するように、部材１８０の部分の輪郭１８６は、硬化過程中に、硬化ブロック２４が使用されるときと同様な断面形状を有するリブ２１０を形成する。
【００４２】
図２６を参照すると、硬化媒体１４の可撓性弾性成形部材１８０を備えたツーリング部材１２または１１２（図示せず）に形成された複合構造の一部が示されている。図示するように、ファイバ材料２００、トウ１１６２のリブ２１０がツーリング部材１２上に形成される前に、ファイバ材料２００のカバーまたはシェル２１２がツーリング部材１２上に形成される。ファイバ材料２００のカバーまたはシェル２１２およびリブ２１０が形成された後に、ファイバ材料２００の硬化前に、リブ２１０およびカバーまたはシェル２１２上に輪郭１８６を有する部分１８２を有する弾性部材１８０が設置される。部材、硬化媒体は、カバー１３０および部材１８０の間の領域１４２にカバー１３０内の開口を通して空気圧または不活性ガスのような適当な圧力がかけられ、硬化中にツーリング部材１２に関してカバーまたはシェル２１２に対してリブ２１０の周りで部材１８０を圧搾し、複合構造のカバー２１２およびリブ２１０の形状を制御する。前述したように、ファイバ材料２００は、カバーまたはシェル２１２のシートに個々のストランドまたはストランドのトウとして加えられ、ツーリング部材１２にリブ２１０を形成する。
【００４３】
図２７を参照すると、硬化媒体１４の可撓性弾性部材１８０の一部が示されている。部材１８０は、（ツーリング部材１２／１１２の回転軸に平行に配置されている）輪郭１８２，１８２′を有する部分１８２を備え、その上にカバーが配置され、カバーは硬化中におよび凹所部分１８２の間のリブ２１０をカバーし、その一部として、リブ２１０の間に伸びる側壁を有し、その部分１８２は、ファイバ材料２００の硬化過程中に、ツーリング部材１２上のファイバ材料２００、トウ１１６２に接触する。部材１８０は、円筒形、環状、円錐形等にようなほぼ平坦なシートまたは所望の形状に形成することができる。
【００４４】
図２８を参照すると、硬化媒体１４の硬化ブロック２４およびカバー１３０を備えたツーリング部材１２または１１２に形成された複合構造の一部が示されている。硬化ブロック２４は、ツーリング部材１２で間に形成されている複合構造に隣接した適当な輪郭を有する縁部２６を有する。縁部２６は適当な形状であり、図示したように、硬化ブロック２４から隣接する硬化ブロック２４に変化する。硬化ブロック２４の輪郭を備えた縁部２６の目的は、ファイバ材料２００、トウ１１６２を閉じこめて保持することであり、これは、ファイバ材料２００、トウ１１６２の堆積中、または硬化中、複合構造を形成するために、ツーリング部材１２上に個々のストランド中、または複数のストランドトウとしてのいずれかとしてファイバ２０２およびコーティング材料２０４を含む。さらに、図示したように、層２０２がリブを形成する前に、外側カバーまたはシェル２１２を形成した後、複数層２０６を有するシェルまたはカバー２１２を形成するようにツーリング部材１２上に最初に配置されたコーティングを備えた複数のファイバ層２０２が示されている。硬化ブロック２４は、リブ２１０の形成前、リブ２１０の間に配置される前に、ツーリング部材１２に層２０６が形成された後であるが、ファイバ材料の硬化前に層２０６に配置されている。硬化ブロック２４は、剛性と強度を提供するために並びに、カバーまたはシェル２１２の硬化の制御並びにファイバ材料２００の硬化中にリブ２１２を提供するために硬化した複合構造内に残る。弾性部材１３２は、高温でファイバ材料を硬化し、合成ゴム、ネオプレン等のような複合構造を形成する際に使用される適当な弾性材料からつくられている。図示するように、ファイバ２０２のコーティング２０４は、硬化ブロック２４と、ツーリング部材１２と、カバー１３０によってバックアップされる弾性部材１３４の間に形成された領域の形状をとるように硬化中にファイバ材料２００のファイバ２０２の周りに流れた。この方法において、硬化ブロックの輪郭を備えた縁部２６は、複合材料の形成中、硬化中、ファイバの配置および・または移動を制御し、複合構造の寸法を正確に制御するようにさようする。
【００４５】
図１ないし図２８を参照すると、所望の複合構造を形成するために、中に所望の凹所が形成されたポケット１８、中に形成された開口２０、および凹所が形成されたポケット１８または１１８の間に形成されたリブ２２または１２２を有するツーリング部材１２または１１２が形成される。その上に所望の輪郭を有する縁部２６を備えた硬化媒体１４の所望の形状の硬化ブロック２４は、ツーリング部材１２または１１２の対応する凹所を備えたポケット１８または１８８とかみあい、所望の複合構造を形成する。硬化ブロック２４は、この明細書で説明したように適当な装置によって開口２０内に保持される。部材４２のかみあい部分には、中に凹所を備えたポケット４８と、硬化ブロック２４とツーリング部材１２とかみあうリブ４４が備えられている。別の例として、ツーリング部材１１２並びに弾性部材１３６または１３８とかみあうようにカバー１３０が形成されている。もし、ファイバ材料の硬化中に硬化ブロック２４が使用されない場合には、ファイバ材料を硬化するために、硬化ブロック２４を有する可撓性弾性部材１７０または１８０または可撓性弾性シート１６０を使用してもよい。
【００４６】
所望の硬化ブロック２４を備えたツーリング部材１２または１１２を組み立てた後、リブ２２または１２２またはツーリング部材１２または１１２の間に、または隣接する硬化ブロック２４の間に形成された領域にファイバ材料２００が配置され、加えられ、複合構造を形成する。ファイバ材料は、連続した、または長いセグメントを配置することによって所望なように産業界で公知の適当な設備、装置および方法を使用してこのような領域に配置することができる。
【００４７】
所望量のファイバ材料２００が、硬化ブロック２４の間のツーリング部材１２または１１２に適用されるとき、ツーリング部材１２および硬化ブロック２４は、部材４２でカバーされる。別の例として、リブ２１０およびカバーまたはシェル２１２を形成するファイバ材料２００は、複合構造を形成するために弾性材料１３６または１３８で、所望ならば、高温でファイバ材料２００の硬化中にカバー１３０でカバーされる。複合構造を形成するために、ファイバ材料を硬化させた後、カバー１３０および弾性部材１３６または１３８は、ツーリング部材１２または１１２および硬化ブロック２４から取り外される。必要ならば、硬化ブロック２４の輪郭を備えた縁部２６の形状によって、ブロック２４が取り外され、取り外しによってツーリング部材１２または１１２上に複合構造を残す。もし、複合構造が図７および図８に示すような環状の形態である場合には、カバー１３０が除去され、ツーリング部材１１２が構造から取り外すためにツーリング部材を分解することによって環状の複合構造の内側から取り外される。別の例としては、カバーまたはシェル２１２がシート形状のファイバ材料からツーリング部材１２または１１２に形成され、リブ２１０は、ファイバ材料から形成される。ファイバ材料２００は、硬化中のファイバ材料を制御するために可撓性の弾性部材１６０または１８０を使用して硬化される。
【００４８】
ツーリング部材１２または１１２の本発明の使用によって、硬化ブロック２４、弾性部材１３６または１３８、可撓性弾性部材１６０，１７０，１８０、所望ならば、カバー１３０によって所望の寸法を有する所望の複合構造を繰り返し製造することができ、それによって、最小限の改造によって複合構造を製造することができる。
【００４９】
ツーリング部材１２または１１２の凹所を備えたポケット１８または１８８内に正確に保持された硬化ブロック２４、または可撓性弾性部材１６０または１７０、所望の複合構造の形状に成形された弾性部材１８０は、最小限の改造によって形成された複合構造の形状を正確に制御する。ツーリング部材１２または１１２、硬化ブロック２４、可撓性弾性部材１６０、可撓性弾性部材１７０または１８０は、平面状、環状、円筒形等のような所望の形状を有する所望の複合構造を形成するために所望の形状に形成される。
【００５０】
当業者は、この明細書に示されたツーリング部材、硬化ブロック、弾性部材の変化、変更、追加、および削除を認識するが、本発明の範囲内にあり、本発明の中にあるものをカバーする。このようなものは、本発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の装置の好ましい実施例の右手から見た拡大斜視図である。
【図２】  図１に示した本発明の装置の左手から見た拡大斜視図である。
【図３】  図１に示す装置の正面図である。
【図４】  図１に示す装置の正面図である。
【図５】  図１に示す装置の側面図である。
【図６】  ２つの硬化ノブが交差するグリッドノードで積み重なったトウの交差グループの部分断面図である。
【図７】  本発明によって交差した角度で重ねられた接触トウの平面図である。
【図８】  本発明の第１の実施例に使用されるツーリング部材の一部の斜視図である。
【図９】  本発明に使用されるツーリングブロックの底面図である。
【図１０】  本発明に使用される図９に示すツーリングブロックの側面図である。
【図１１】  本発明に使用される他のツーリングブロックの底面図である。
【図１２】  本発明に使用される図１１に示すツーリングブロックの側面図である。
【図１３】    本発明の図１に示す部材の部分とかみ合うように本発明の第１の実施例に使用されるツーリング部材の部分図面である。
【図１４】  円形ドラムタイプの構成における本発明の第１の実施例のツーリング部材の一部を示す図面である。
【図１５】  カバーが備えられた円形のドラムタイプの形状で本発明の第１の実施例のツーリング部材の一部の図面である。
【図１６】  中に材料が配置された本発明し使用されるツーリング部材の一部の平面図である。
【図１７】  本発明の第１の実施例のツーリング部材の一部および形成された格子構造の一部の断面図である。
【図１８】  本発明の第２の実施例のツーリング部材の一部および形成された格子構造の一部の断面図である。
【図１９】  本発明のツーリング部材の一部およびその上に形成された格子構造の一部の平面図である。
【図２０】  本発明の第３の実施例のツーリング部材の一部の断面図である。
【図２１】  本発明の第４の実施例のツーリング部材の一部の断面図である。
【図２２】  本発明の第５の実施例のツーリング部材の一部を示す断面図である。
【図２３】  本発明の第６の実施例のツーリング部材の一部を示す断面図である。
【図２４】  本発明の第７の実施例のツーリング部材の一部を示す断面図である。
【図２５】  本発明の第８の実施例のツーリング部材の一部を示す断面図である。
【図２６】  本発明の第９の実施例のツーリング部材の一部を示す断面図である。
【図２７】  本発明の第８および第９の実施例に使用するツーリング部材の一部を示す断面図である。
【図２８】  本発明の第９の実施例のツーリング部材の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１２  ツーリング部材
１８  凹所
２０  開口
２３  ノード
１０００  製造装置
１０１２  取付アダプタ
１０１４  ベース取付部
１０１８  ワッシャ
１０２０  カウンタボア
１０２６  フレーム組立体
１０２８  スライダ
１０４４  ファイバ部材
【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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