JP2017061135A - 単一の複合チャージから形成された輪郭付けられたハット型補剛材のリンクリングを減少させること - Google Patents

単一の複合チャージから形成された輪郭付けられたハット型補剛材のリンクリングを減少させること Download PDF

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Abstract

【課題】複合補剛材に関し、単一の複合チャージから形成された、又輪郭付けられたハット型補剛材のリンクリングを減少させる方法及び装置を提供する。
【解決手段】ダイキャビティ46の中にチャージ34を押し込むためのパンチ42を用いて、キャップ及びウェブを成形する際、フランジとキャップのうち一つを圧縮することにより、チャージ34の一部分を引張状態に保持されている間に、複合チャージ34に輪郭30を形成することで、プライリンクリングが回避される製造方法。
【選択図】図3

Description

本開示は、概して、複合補剛材の製造に関し、より詳細には、単一の複合チャージから形成された輪郭付けられたハット型補剛材のリンクリングを減少させる方法及び装置を扱う。
スパー及びストリンガなどの複合補剛材が、広範囲の航空宇宙、海及び他の用途に用いられる。場合によっては、補剛材は、航空機の翼又は胴体スキンなどの構造体の形状に一致するように、それらの長さに沿って輪郭付けられなければならない。
輪郭付けられた複合補剛材を製造する一つの技法は、複合積層板チャージを真っ直ぐな補剛材にパンチ成形することと、輪郭付け可能な真空固定具を補剛材の内部に置くことによって、真っ直ぐな補剛材を輪郭付けることを含む。真空が真空固定具に加えられ、その後、補剛材が、所望の補剛材輪郭を有する雌型の硬化ツールに移送される。この方法は、労働集約的であり、工具費を増加させる。
平坦な複合積層板チャージがダイの中にパンチ成形され、所望の断面形状を達成するパンチ成形を用いて、ストリンガなどの輪郭付けられた複合補剛材を製造することが、つい最近、提案された。パンチとダイの両方が、その長さに沿って関節があり、曲がることができる。チャージが所望の断面形状にパンチ成形されると、パンチとダイが、曲がるように強いられて、それにより、補剛材を所望の輪郭に形成する。しかしながら、複合補剛材が高度に輪郭付けられる場合、問題が生じる。成形されたチャージは、所望の輪郭に曲げられるので、ハット型補剛材のウェブなどのチャージの一部は、圧縮状態に置かれ、その結果、チャージのプライのうちのいくつかの不必要なリンクリングをもたらす。補剛材の手作業による再加工が、リンクリングを除去するために必要とされ、労働コストを増加させ、生産速度を減少させる。
したがって、ハット型ストリンガなどの高度に輪郭付けられた複合補剛材のパンチ成形を可能にし、補剛材が所望の輪郭に形成されるときに、材料の圧縮により引き起こされるプライリンクリングを実質的に減少又は除去する、方法及び装置に対する必要性が存在する。
開示される実施形態は、実質的にシワのない、高度に輪郭付けられた複合積層板補剛材を製造する方法及び装置を提供する。補剛材は、単一の複合チャージからパンチ成形され、それから、その長さに沿って輪郭付けられる。成形された複合チャージが輪郭付けられているときに、成形された補剛材の一部が、締め付けられ、それにより圧縮される。チャージの一部の圧縮により、補剛材の残りが、引張状態に置かれ、補剛材が輪郭付けられているときに、補剛材のプライがリンクリングするのを防止する。方法の一変形において、補剛材は、輪郭付けの間のプライの起こり得るブリッジングを減少又は除去するために、意図される輪郭の頂点から始まって、その長さに沿ってシーケンシャルに輪郭付けられてもよい。
一つの開示された実施形態によれば、キャップ、1対のフランジ及びキャップをフランジに接続する1対のウェブを有する輪郭付けられたハット型複合補剛材を形成する方法が提供される。本方法は、キャップとウェブが形成され得るダイキャビティを有するダイの上に、概して平坦な複合積層板チャージを置くことを含む。本方法はまた、ダイキャビティの中にチャージを押し込むパンチを用いて、キャップとウェブを形成することを含む。フランジ又はキャップを圧縮することによって、チャージの一部が、引張状態に置かれる。チャージの一部が引張状態に保持されている間に、輪郭が、複合チャージに形成される。輪郭付けの間、チャージの一部で張力を維持することにより、プライリンクリングが実質的に減少又は除去される。
別の開示された実施形態によれば、長さに沿って輪郭付けられたハット型複合補剛材を形成する方法が提供される。本方法は、ダイの上に平坦な複合チャージを置くことと、ダイとパンチの間で複合チャージをパンチ成形して、ハット形状の断面を有する概して真っ直ぐな補剛材にすることを含む。本方法はまた、最初に、真っ直ぐな補剛材の中間部分に輪郭の一部を形成し、その後に、輪郭の他の部分を形成することによって、真っ直ぐな補剛材に輪郭を形成することを含む。形成工程は、補剛材の輪郭付けが最初に輪郭の頂点で実施され、その後、補剛材の残りを輪郭付けする、シーケンシャルな方法で実施され得る。
更に別の開示された実施形態によれば、キャップを1対のフランジに接続する1対のウェブを含む、長さに沿って輪郭付けられたハット型補剛材を形成する装置が提供される。装置は、複合チャージが上に置かれるように適合されたダイを含む。ダイは、相隔てられた第一及び第二のダイ部材を含み、その間にダイキャビティを画定する。装置はまた、複合チャージの一部をキャップ及びウェブに成形するために、ダイキャビティの中に押し込められるように適合されたパンチを含む。装置はまた、ハット型補剛材がパンチ成形された後に、輪郭をハット型補剛材に形成するための形成器デバイスを含む。装置は、形成器が輪郭をハット型補剛材に曲げているときに、ウェブのリンクリングを減少させるデバイスを更に含む。デバイスは、複合チャージの一部を圧縮するように適合された少なくとも一つの圧力プレートを含む。
特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態で独立に実現することができ、又は更に別の実施形態で組み合わせてもよく、以下の説明及び図面を参照して、更なる詳細を理解することができる。
例示的実施形態を特徴付けると思われる新規の特徴が、添付の特許請求の範囲に述べられる。しかしながら、例示的実施形態並びに好適な使用モード、それらの更なる目的及び利点は、添付図面と併せて、本開示の例示的実施形態についての以下の詳細な説明を読むことにより、最もよく理解されるだろう。
凹形の輪郭を有する複合ハット型補剛材の透視図である。 図1と類似しているが、凸形の輪郭を有する複合ハット型補剛材の一つの端部を示す図である。 図1に示された輪郭付けられた複合ハット型補剛材をパンチ成形するための装置の横断断面図であり、パンチ成形工程を実施する準備中のダイの配置を示す。 図3の線4−4に沿って見た断面図である。 図3と類似しているが、パンチがチャージをダイに部分的に成形したのを示す図である。 図5で「図6」と指定された領域の図である。 図5と類似しているが、ハット型補剛材が所望の断面形状に完全に成形されたのを示す図である。 図7と類似しているが、成形された補剛材の中立軸をシフトさせ、それによりウェブ及びフランジを引張状態に置くために、圧力プレートがキャップをパンチに対して圧縮しているのを示す図である。 パンチ成形されたハット型補剛材を輪郭付けるのに用いられる輪郭形成デバイスの側面図であり、明瞭さのため、圧力プレートシリンダーのうちの一つだけが示されている。 図9で「図9A」と指定された領域の図である。 輪郭形成工程が開始される前の、セグメント化されたダイの側面図である。 図10と類似しているが、輪郭の頂点におけるセグメント化されたダイの中間部分の最初の輪郭付けを示す図である。 図8と類似しているが、図2に示された凸形状の複合ハット型補剛材の形成中にプライリンクリングを減少させる装置の代替的実施形態を示す図である。 長さに沿って輪郭付けられたハット型複合補剛材を形成する方法のフロー図である。 長さに沿って輪郭付けられたハット型複合補剛材を形成する別の方法のフロー図である。 航空機生産及び保守の方法のフロー図である。 航空機のブロック図である。
最初に図1を参照すると、下記の開示された実施形態は、ハット型断面と曲がった長さ方向軸32を有するハット型補剛材20などの、輪郭付けられた複合積層板補剛材を製造するために、用いられ得る。ハット型補剛材20は、キャップ24を1対のフランジ26と接続する1対のウェブ22を備えるハット部分28を含む。キャップ24は、アールコーナー31に沿ってウェブ22と接続され、一方、フランジ26は、アールコーナー33に沿ってウェブ22と接続される。ハット型補剛材20は、その長さにわたって、YZ平面で輪郭付けられる30。この例では、補剛材20は、凹形の輪郭30を有し、キャップ24は、補剛材20の内側半径上に置かれる。他の例では、ハット型補剛材20は、長さに沿ったどこか1つ以上の場所で輪郭付けられ得る。例えば、ハット型補剛材20は、中間部分のみで輪郭付けられてもよいし、又はその外端部のみで輪郭付けられてもよい。
以下でより詳細に論じられるように、ハット型補剛材20は、限定しないが、炭素繊維強化プラスチックなどの、繊維強化プライの単一の複合積層板チャージから形成され得る。図2は、開示された実施形態により生産され得るハット型補剛材20aの代替的な形を示し、輪郭30aを有し、フランジ26が、輪郭30aの内側半径上にある。上記のハット型補剛材20、20aは、開示された方法及び装置を用いて製造され得る広範囲の輪郭付けられた複合積層板補剛材の単に例示にすぎない。
図1及び図2にそれぞれ示される輪郭付けられた複合積層板補剛材20、20aなどの複合積層板補剛材を製造する装置を示す図3及び図4に、次に注意が向けられる。本装置は、上部フレキシブルプレート44に取り付けられたパンチ42及び下部フレキシブルプレート40上に搭載されたダイ36を、大まかに備える。プレート40、44が、共に押し付けられて、プレス機(図示せず)などの機械によって、パンチ42をダイ36の中に押し込む。プレス機では、プレート40、44は、後で論じられる2つのプレスプラテン70(図9)の間に置かれる。図4において最も良くわかるように、ダイ36及びパンチ42の両方が、それぞれの長さに沿ってセグメント化される。ダイ36及びパンチ42のセグメントは、連結器60により互いに接続され、ダイ36及びパンチ42が、それらの長さに沿って曲がることができるようにする。ダイ36は、その間にダイキャビティ46を画定する1対の相隔てられたダイ部材38を備え、ダイキャビティ46の中で、補剛材20、20aのウェブ22及びキャップ24が、下記のパンチ成形工程で形成され得る。ダイ部材38の各々が、補剛材20、20aのアールコーナー33を形成するための外側アールエッジ38aを含み、パンチ42が、補剛材20、20aのアールコーナー31を形成するための外側アールエッジ42aを含む。
インフレータブルホース48を含み得るインフレータブルブラダーが、ダイ部材38と、下方プレート40に固定されている外側角部材50との間に捕えられている。ホース48の加圧により、横方向の圧力が、ダイ部材38に加えられ、互いの方に動くようにダイ部材38を付勢する。実質的に平坦なフレキシブル圧力プレート54が、複数の空気圧又は油圧圧力プレートシリンダー56、又は類似の電動の力アプリケータの出力ロッド58の上端に取り付けられる。図4において最も良く見られるように、シリンダー56は、装置の長さに沿って圧力プレート54に実質的に均一な圧力をかけるために、装置の長さに沿って分布される。ピストンロッド58は、下方プレート40を通ってダイキャビティ46の中に延びる。圧力プレート54は、パンチ42の底部と実質的に平行に延び、シリンダー56によってダイキャビティ46の中で垂直に変位可能である。
図3は、補剛材20の断面形状がパンチ成形される成形工程の準備中の装置配置を示す。概して平坦な複合チャージ34が、ダイ36の上に置かれ、ダイ部材38の上面38bを覆う。複合チャージ34の中間部分が、圧力プレート54上で支持され、圧力プレート54は、ダイ部材38の上面38bと実質的に平行である位置に上げられている。成形工程の開始前に、複合チャージ34をその成形温度まで加熱するために、加熱ブランケット52が、複合チャージ34の上に置かれてもよい。赤外線ランプ又は加熱ガス送風機(両方とも図示せず)などの他の形態の加熱デバイスが、複合チャージをその成形温度まで加熱するために、加熱ブランケット52の代わりに、用いられてもよい。複合チャージ34をその成形温度まで加熱した後に、加熱ブランケット52が除去され、パンチ成形工程が開始される。
図5及び図6は、パンチ42が下方に部分的に変位されて、複合チャージ34をダイキャビティ46の中に押し込んで成形し始めるのを示す。パンチ42によって加えられる下向きの力が、圧力プレート54によって加えられる上向きの力に打ち勝ち、複合チャージ34がパンチ42とダイ部材38の間で成形されるのを可能にする。パンチ42の下向きの変位は、ダイ部材38に横向きの力を加え、これが、ホース48によって加えられる付勢力に打ち勝ち、これにより、ダイ部材38が互いから遠ざかる。図6において最も良くわかるように、パンチ42は、ダイ部材38とパンチ42のそれぞれのアールエッジ38a、42aの間で複合チャージ34を引っ張る。パンチ42がダイキャビティ46の中に降下すると、上部プレート44が、複合チャージ34の外端部を、ダイ部材38の上面38bに対して圧縮し、それによりフランジ26を形成する。図7は、パンチ42が、ダイキャビティ46の中に完全に降下し、補剛材20の断面形状の形成を完了したのを示す。
真っ直ぐな補剛材20の断面形状が形成された図8を、次に参照すると、シリンダー56が、圧力プレート54に力を加え、それにより、圧力プレート54がキャップ24に圧力を加え、それにより、圧力プレート54とパンチ42の間でキャップ24を締め付ける。圧力プレート84によるキャップ24の圧縮43は、補剛材20、20aの中立軸64を、64aで示された位置から64bで示された位置にシフト62させる。中立軸64は、複合チャージ34が引張状態でもなく圧縮状態でもない補剛材20、20aの断面上の場所である。従って、中立軸64のキャップ24の方へのシフトにより、ウェブ22とフランジ26が、引張状態45に置かれる。以下でより詳細に論じられるように、その後の輪郭形成工程中のこのようなウェブ22とフランジ26の引張は、形成されたチャージ34におけるプライリンクリングを減少又は除去する。
図9と図9Aは、限定しないが、プレス機65又は図3〜図8に関連して上に述べたように、所望の断面形状にパンチ成形された真っ直ぐな補剛材20に輪郭を形成する類似のデバイスを含み得るデバイス65を示す。この例では、補剛材20は、YZ平面(図1)において凹形の輪郭30で形成される。プレス機65は、凸形の輪郭30aを有する補剛材20aを形成するために用いられてもよい。プレス機65の下部プレートと上部プレート40、44(パンチ42は図示せず)の間に挟まれているダイ36が、プレス機65のプラテン70又は互いに向かって及び互いから離れて動く74ように適合されている類似のプラットフォームの上に搭載されている空気圧シリンダー68又はモータ部材などの対向する2組の力アプリケータの間に置かれる。
空気圧シリンダー68又は類似の力アプリケータが、対向する対で配列され、上部プレートと下部プレート40、44に接続されている変位可能なピストンロッド83を有する。図9と図9Aでは、図の明瞭さのため、一つしか示されていないが、圧力プレートシリンダー56が、図4に関連して以前に論じられたように、ダイ36の長さに沿って分布されている。圧力プレートシリンダー56が、フレキシブルであってもよいし、セグメント化されていてもよい、上部フレキシブルプレート40、44にそれぞれ取り付けられている2つの支持構造体76の上に搭載される。以前に言及したように、ピストンロッド58(図9A)が、プレート40、44を通って、ダイキャビティ46(図8)の中に延び、それぞれ圧力プレート54に接続される。
一実施形態において、ピストンロッド83の長さが、形成されるべき所望の輪郭とマッチするように適合され、プラテン70が、ダイ36及びパンチ42、従って複合補剛材20を所望の輪郭に曲げるのに必要とされる力を加えるために、互いの方に動かされる。他の実施形態において、プラテン70が、最初に、所望の間隔に調整されてもよく、空気圧シリンダー68が、ダイ36及びパンチ42を所望の輪郭に曲げるのに必要な力を加えるために、用いられてもよい。ダイ36が、XY平面で所望の輪郭に曲がっているとき、キャップ24は、ウェブ22とフランジ26を引張状態に維持するように、圧力プレート54によって圧縮されたままであり、それにより、ウェブ22とフランジ26に加えられる曲げ力によって引き起こされ得るプライリンクリングを防止する。輪郭付け工程の後に、補剛材20は、輪郭付けられたパンチ42とダイ36の間の圧力下に保持されたままで、成形温度より低い温度に、好ましくは室温に冷却することができる。補剛材20を、輪郭付けられたパンチ42とダイ35の中に残っている間に冷却することによって、補剛材20の所望の形状が維持され、そうでなければわずかに柔らかいままであろう樹脂によって引き起こされる材料クリープのために歪むことはない。
所望の輪郭の程度に応じて、複合積層板補剛材20の未硬化のプライは、輪郭付けプロセス中に不必要なブリッジングを受け得る。起こり得るブリッジングを減少又は除去するために、最も曲がりそうな補剛材20の部分が最初に輪郭付けられ、その後、他の部分が輪郭付けられるような、シーケンシャルな方法で、輪郭付けプロセスが、実行され得る。例えば、次に、図10と図11を参照し、補剛材20は、補剛材20の最終的な輪郭30(図1)の頂点に対応する中間点85を有する。中間点又は頂点85は、真っ直ぐな補剛材20の中間部分75の中に位置する。残りの部分77、79が、中間部分75の両側に位置する。特に図11を参照すると、開示された方法によれば、潜在的なプライブリッジングが、最終的な補剛材輪郭30の頂点84を含む中間部分75のみを最初に輪郭付けることによって、減少又は除去される。その後、中間部分75を輪郭付けてから、残りの外側部分77、79が、図9に示された形成器を用いて、輪郭付けられ得る。幾つかの実施形態において、中間部分75が輪郭付けられた後に、補剛材20の残りの外側部分77、79が、すぐ上に記載された方法と同様な方法で、シーケンシャルに輪郭付けられ得る。
図3〜図11に関する上記の議論から、真っ直ぐな複合積層板補剛材20の輪郭付け中のプライリンクリングが、リンクリングを受ける補剛材20の部分を引張状態に置くことにより、減少又は除去され得、これは、補剛材20の他の部分を圧縮状態に置くことによって達成されるということが、理解され得る。図1に示される凹形状の補剛材20の場合には、輪郭付けプロセス中にウェブ22及びフランジ26を引張状態に維持するように、キャップ24が圧縮される。真っ直ぐな補剛材を図2に示された凸形状に輪郭付けるときに、プライリンクリングを回避するために、類似の方法が用いられ得る。例えば、次に図12を参照すると、以前に記載されたものと類似のダイ36及びパンチ42の配置が、実質的に平坦な複合積層板チャージ34を真っ直ぐなハット型補剛材に成形し、次に、図2に示された凸形状の補剛材20aに輪郭付けるために、用いられる。上部プレート44の底部に埋め込まれた1対の圧縮プレート54が、プレート44の長さに沿って分布された一連の空気圧シリンダー56のピストンロッド58に接続される。複合チャージ34が、所望の断面形状に形成された後、フランジ26が、圧縮プレート54によって圧縮される。フランジ26の圧縮は、次に、ウェブ22及びキャップ24を引張状態に置く。ウェブ22及びキャップ24が引張状態に保持されながら、真っ直ぐな補剛材20aが、図9に示された輪郭形成器を用いて、所望の凸形状に輪郭付けられ得る。
図13は、輪郭付けられた、ハット型複合補剛材20を形成する一つの方法の全ステップを大まかに示す。78から始まって、平坦な複合積層板チャージ34が、ダイ36の上に置かれ、81において、チャージ34は、少なくともその成形温度に加熱される。80で、ハット形状の部分を有する真っ直ぐな補剛材20が、チャージ34をダイ36のキャビティ46の中に押し込むためのパンチ42を用いて、形成される。80で、複合チャージ34の一部分が、フランジ26又はキャップなどの、チャージ34の他の部分を圧縮することによって、引張状態に置かれる。84で、複合チャージ34の一部分が、輪郭付けプロセスを通じて引張状態に保持されている間に、輪郭が、複合チャージ34に形成される。85で、補剛材がパンチ42及びダイ36から取り外されるときに、補剛材の形状のクリープを回避するために、輪郭付けられた補剛材20が、成形温度より低い温度、好ましくは室温に冷却するまで、輪郭付けられたダイ36及びパンチ42に保持される。
輪郭付けられたハット型複合補剛材20を形成する代替的方法の全ステップを大まかに示す図14に、次に注意が向けられる。86から開始し、平坦な複合チャージ34が、ダイ36の上に置かれ、87で、チャージ36は、加熱ブランケット52又は他の適当な加熱デバイスを用いて、少なくともその成形温度に加熱される。88で、複合チャージ34は、ダイ36とパンチ42の間で、ハット形状の断面を有する概して真っ直ぐな補剛材20にパンチ成形される。90で、補剛材の中間部分に輪郭の一部分を最初に形成し、その後、中間部分の両側の輪郭の他の部分を形成することによって、輪郭が、真っ直ぐな補剛材20に形成される。91で、輪郭付けに続いて、パンチ42及びダイ36から取り外されるときに、補剛材の形状の起こり得るクリープを回避するために、補剛材が、その成形温度より低い温度、好ましくは室温に冷却するまで、チャージ34が、輪郭付けられたダイ36及びパンチ42に保持される。
本開示の実施形態は、様々な潜在的用途において、例えば、航空宇宙、海、自動車用途並びに、ストリンガ及びスパーなどの輪郭付けられた細長い複合積層板補剛材が用いられ得る他の用途を含む、特に輸送産業において、用いられ得る。従って、次に図15及び図16を参照すると、本開示の実施形態は、図15に示されるような航空機の製造及び保守方法92並びに図16に示されるような航空機94に関連して用いられ得る。開示された実施形態の航空機の応用は、例えば、限定しないが、輪郭付けられたストリンガ、スパー及び類似の構造部材を含み得る。生産前の段階で、例示的な方法92は、航空機94の仕様及び設計96並びに材料調達98を含み得る。生産段階では、航空機94のコンポーネント及びサブアセンブリの製造100、並びにシステムインテグレーション102が行われる。その後、航空機94は、認可及び納品104を経て、運航106に供され得る。顧客によって運航されている間、航空機94は、所定の整備及び保守108が予定されており、これには、改造、再構成、改装等も含み得る。
方法92の工程の各々が、システムインテグレータ、サードパーティ、及び/又はオペレータ(例えば、顧客)によって、実施又は実行されてもよい。本明細書の目的では、システムインテグレータは、限定するものではないが、任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含むことができ、サードパーティは、限定するものではないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってよい。
図16に示されるように、例示的な方法92によって生産される航空機94は、複数のシステム112及び内装114を伴う機体110を含み得る。高水準のシステム112の例には、推進システム116、電気システム118、油圧システム120、及び環境システム122のうちの1つ以上が含まれる。任意の数の他のシステムが、含まれてもよい。航空宇宙の例が示されているけれども、本開示の原理は、海及び自動車産業などの他の産業に適用され得る。
本書に具現化されたシステム及び方法は、生産及び保守方法92の任意の1つ以上の段階で用いられ得る。例えば、生産工程100に対応するコンポーネント又はサブアセンブリが、航空機94が運航されている間に生産されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様な方法で、組立て又は製造され得る。また、1つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組合せが、例えば、実質的に航空機94の組立てを早める又は航空機94のコストを削減することによって、生産段階100及び102で利用され得る。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組合せのうちの1つ以上が、航空機94が運航されている間に、例えば限定しないが、整備及び保守108に利用され得る。
更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項1. 輪郭付けられたハット型複合補剛材、キャップ、1対のフランジ及びキャップをフランジに接続する1対のウェブを有する複合補剛材を形成する方法であって、概して平坦な複合チャージを、キャップ及びウェブが形成され得るダイキャビティを有するダイの上に置くことと、チャージをダイキャビティの中に押し込むためのパンチを用いて、キャップ及びウェブを形成することと、フランジとキャップのうちの一つを圧縮することによって、チャージの一部分を引張状態に置くことと、チャージの該一部分が引張状態に保持されている間に、複合チャージに輪郭を形成することと、を含む方法。
条項2. 複合チャージの一部分を引張状態に置くことが、キャップを圧縮することによって実施される、条項1の方法。
条項3. 複合チャージに輪郭を形成することが、複合チャージを、キャップによって定められる内側半径を有する凹形状に曲げることを含む、条項2の方法。
条項4. キャップを圧縮することが、複合チャージをパンチの端部に対して押し付けることによって実施される、条項2の方法。
条項5. 複合チャージをパンチの端部に対して押し付けることが、複合チャージをパンチに対して押し付けるための圧力プレートを用いて実施される、条項4の方法。
条項6. 複合チャージの一部分を引張状態に置くことが、フランジを圧縮することによって実施される、条項1の方法。
条項7. 複合チャージに輪郭を形成することが、複合チャージを、フランジによって定められる内側半径を有する凹形状に曲げることを含む、条項6の方法。
条項8. フランジを圧縮することが、フランジをダイに対して押し付けることによって実施される、条項6の方法。
条項9. 複合チャージをダイに対してフランジに対して押し付けることが、複合チャージをダイに対して押し付けるための1対の圧力プレートを用いて実施される、条項8の方法。
条項10. 複合チャージに輪郭を形成することが、最初に、複合チャージの中間部分に輪郭の第一の部分を形成することと、輪郭の第一の部分が中間部分に形成された後に、複合チャージの残りの部分に輪郭の他の部分を形成することと、を含む、条項1の方法。
条項11. 長さに沿って輪郭付けられたハット型複合補剛材を形成する方法であって、平坦な複合チャージをダイの上に置くことと、ダイとパンチの間で複合チャージを、ハット形状の断面を有する概して真っ直ぐな補剛材にパンチ成形することと、最初に、真っ直ぐな補剛材の中間部分に輪郭の一部分を形成し、その後に、中間部分の両側に輪郭の他の部分を形成することによって、真っ直ぐな補剛材に輪郭を形成することと、を含む方法。
条項12. 輪郭が頂点を有し、頂点が中間部分の中に位置する、条項11の方法。
条項13. 輪郭の他の部分を形成することが、他の部分の各々を、それぞれそれらの長さに沿ってシーケンシャルに形成することを含む、条項11の方法。
条項14. 複合チャージが成形されるのを可能にする温度に、複合チャージを加熱することと、補剛材をダイから取り外す前に、補剛材を冷却させることと、を更に含む、条項11の方法。
条項15. ダイ及びパンチを曲げることが、力を加えるモータの対向する組を用いて、曲げ力をパンチ及びダイに加えることを含む、条項11の方法。
条項16. ハット型複合補剛材が、キャップ、1対のフランジ、及びキャップをフランジに接続する1対のウェブを含み、パンチ成形が、チャージをダイの中に押し込むためのパンチを用いて、キャップ及びウェブを形成することと、フランジとキャップのうちの一つを圧縮することによって、複合チャージの一部分を引張状態に置くことと、を含み、チャージの該一部分が引張状態に保持されている間に、輪郭を形成することが実施される、条項11の方法。
条項17. 長さに沿って輪郭付けられたハット型補剛材を形成する装置であって、ハット型補剛材は、キャップを1対のフランジと接続する1対のウェブを含み、複合チャージが上に置かれるように適合されたダイであって、その間にダイキャビティを画定する第一の及び第二の相隔てられたダイ部材を含むダイと、複合チャージの一部分をキャップ及びウェブに成形するために、ダイキャビティの中に押し込まれるように適合されたパンチと、ハット型補剛材が成形された後に、輪郭をハット型補剛材に形成する形成器と、形成器が輪郭をハット型補剛材に曲げているときに、ウェブのリンクリングを減少させるデバイスであって、複合チャージの一部分を圧縮するように適合された少なくとも一つの圧力プレートを含むデバイスと、を備える装置。
条項18. 圧縮される複合チャージの一部分がキャップであり、リンクリングを減少させるデバイスが、複合チャージをパンチに対して圧縮するように配置された圧力プレートと、圧力プレートに力を加えるために、圧力プレートと連結された力生成器とを含む、条項17の装置。
条項19. 圧縮される複合チャージの一部分がフランジであり、リンクリングを減少させるデバイスが、フランジの一つをダイ部材の一つに対して圧縮するように各々が配置された1対の圧力プレートと、圧力プレートに力を加えるために、圧力プレートの各々と連結された力生成器とを含む、条項17の装置。
条項20.形成器が、複合チャージの長さに沿って分布された、複合チャージをシーケンシャルに曲げる力を加えるようにシーケンシャルに動作可能な複数の力アプリケータを含む、条項17の装置。
本書では、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも一つ」という表現は、列挙されたアイテムのうちの1つ以上の種々の組み合わせが使用可能であり、且つ列挙された各アイテムのうちの一つだけがあればよいということを意味する。例えば、「アイテムA、アイテムB、及びアイテムCのうちの少なくとも一つ」とは、限定しないが、アイテムA、アイテムA及びアイテムB、又はアイテムBを含み得る。この例はまた、アイテムA、アイテムB及びアイテムC、又はアイテムB及びアイテムCを含み得る。アイテムは、ある特定の物、事、又はカテゴリでありうる。換言すると、「〜のうちの少なくとも一つ」とは、アイテムの任意の組み合わせ及び任意の数のアイテムが、列挙された中から使用されうるが、列挙されたアイテムの全てが必要となる訳ではないことを意味する。
種々の例示的な実施形態の説明は、例示及び説明の目的のために提示されたのであり、完全な説明であること、又は開示された形での実施形態に限定することを意図していない。多くの修正及び変形が、当業者に明らかであろう。更に、異なる例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比較して、異なる利点を提供し得る。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の適用を最もよく説明するため、及び、他の当業者に対して、想定される特定の用途に適する様々な修正を伴う様々な実施形態についての本開示の理解を促すために、選ばれ且つ記述されている。

Claims (12)

  1. キャップ(24)と、1対のフランジ(26)と、前記キャップ(24)を前記フランジ(26)に接続する1対のウェブ(22)とを有する、輪郭付けられたハット型複合補剛材(20)を形成する方法であって、
    前記キャップ(24)及び前記ウェブ(22)が成形され得るダイキャビティ(46)を有するダイ(36)の上に、概して平坦な複合チャージ(34)を置くことと、
    前記ダイキャビティ(46)の中に前記チャージ(34)を押し込むためのパンチ(42)を用いて、前記キャップ(24)及び前記ウェブ(22)を成形することと、
    前記フランジ(26)と前記キャップ(24)のうちの一つを圧縮することによって、前記チャージ(34)の一部分を引張状態(45)に置くことと、
    前記チャージ(34)の前記一部分が、引張状態(45)に保持されている間に、前記複合チャージ(34)に輪郭(30)を形成することと
    を含む方法。
  2. 前記複合チャージ(34)の一部分を引張状態に置くことが、前記キャップ(24)を圧縮する(43)ことによって実施される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記複合チャージ(34)に輪郭(30)を形成することが、前記複合チャージ(34)を、前記キャップ(24)によって定められる内側半径を有する凹形状(30)に曲げることを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記キャップを圧縮する(43)ことが、前記複合チャージ(34)を前記パンチ(42)の端部に対して押し付けることによって実施され、前記複合チャージ(34)を前記パンチ(42)の端部に対して押し付けることが、前記複合チャージ(34)を前記パンチ(42)に対して押し付けるための圧力プレート(54)を用いて実施される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記複合チャージ(34)の一部分を引張状態(45)に置くことが、前記フランジ(26)を圧縮することによって実施される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記複合チャージ(34)に輪郭(30)を形成することが、前記複合チャージ(34)を、前記フランジ(26)によって定められる内側半径を有する凹形状(30a)に曲げることを含み、前記フランジ(26)を圧縮することが、前記フランジ(26)を前記ダイ(36)に対して押し付けることによって実施される、請求項5に記載の方法。
  7. 前記複合チャージ(34)を前記ダイ(36)に対して前記フランジ(26)に対して押し付けることが、前記複合チャージ(34)を前記ダイ(36)に対して押し付けるための1対の圧力プレート(54)を用いて実施される、請求項6に記載の方法。
  8. 前記複合チャージ(34)に輪郭(30)を形成することが、
    最初に、前記複合チャージ(34)の中間部分(75)に前記輪郭(30)の第一の部分を形成することと、
    前記輪郭の前記第一の部分が、前記中間部分(75)に形成された後に、前記複合チャージ(34)の残りの部分(77、79)に前記輪郭の他の部分を形成することと
    を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. キャップ(24)を1対のフランジ(26)と接続する1対のウェブ(22)を含む、長さに沿って輪郭(30)付けられたハット型補剛材(20)を形成する装置であって、
    複合チャージ(34)が上に置かれるように適合されたダイ(36)であって、間にダイキャビティ(46)を画定する第一の及び第二の相隔てられたダイ部材(38)を含むダイ(36)と、
    前記複合チャージ(34)の一部分を前記キャップ(24)及び前記ウェブ(22)に成形するために、前記ダイキャビティ(46)の中に押し込まれるように適合されたパンチ(42)と、
    前記ハット型補剛材(20)が成形された後に、輪郭(30)を前記ハット型補剛材(20)に形成する形成器(65)と、
    前記形成器(65)が前記輪郭(30)を前記ハット型補剛材(20)に曲げているときに、前記ウェブ(22)のリンクリングを減少させるデバイス(54、56、58)であって、前記複合チャージ(34)の一部分を圧縮する(43)ように適合された少なくとも一つの圧力プレート(54)を含むデバイス(54、56、58)と
    を備える装置。
  10. 圧縮される前記複合チャージ(34)の前記一部分が、前記キャップ(24)であり、
    リンクリングを減少させる前記デバイス(54、56、58)が、前記複合チャージ(34)を前記パンチ(42)に対して圧縮する(43)ように配置された圧力プレート(54)と、圧力プレート(54)と連結された、前記圧力プレート(54)に力を加えるための力生成器(56)とを含む、請求項9に記載の装置。
  11. 圧縮される前記複合チャージ(20)の前記一部分が、前記フランジ(26)であり、
    リンクリングを減少させる前記デバイス(54、56、58)が、前記フランジ(26)の一つを前記ダイ部材(38)の一つに対して圧縮するように各々が配置された1対の圧力プレート(54)と、前記圧力プレート(54)の各々と連結された、前記圧力プレート(54)に力を加えるための力生成器(56)とを含む、請求項9又は10に記載の装置。
  12. 前記形成器(65)が、前記複合チャージ(20)の長さに沿って分布された、前記複合チャージ(34)をシーケンシャルに曲げる力を加えるようにシーケンシャルに動作可能な複数の力アプリケータ(68)を含む、請求項9から11のいずれか一項に記載の装置。
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