JP2021020453A - 湿式複合体レイアップのための角部充填材 - Google Patents

Abstract

【課題】角部充填材と複合ベース部材との軸線方向の剛性が釣り合わないと、硬化済み複合構造の強度特性が好ましくない特性になるおそれがある。【解決手段】硬化済み複合構造を製造する方法は、強化用繊維で構成される乾燥繊維材料で形成される複合ベース部材の長さに沿って延伸する角部空隙部内に角部充填材要素を配置するステップを含む。角部充填材要素は角部充填材材料で形成される。方法は、乾燥繊維材料に樹脂を注入するステップと、角部充填材要素と複合ベース部材との間の側面境界部に沿って樹脂と角部充填材材料との混合体を生成するために角部充填材材料と樹脂とを化学反応させるステップも含む。方法は、樹脂を硬化又は固化させるステップと、樹脂中の溶剤を気化させることにより、混合体を固まらせて複合ベース部材に角部充填材要素を接合させ、これにより、硬化済み複合構造を得るステップとをさらに含む。【選択図】図２２

Description

本開示は、概して複合体製造に関し、特に、熱可塑性角部充填材や熱硬化性角部充填材を有する複合構造とこの複合構造を製造する方法とに関する。

構造の比強度の高さ、耐腐食性、その他有効な特性のために多種多様な用途で複合構造が用いられている。航空機の建造では、複合物をきわめて大量に用いて、胴体、翼及びその他構成要素を形成する。たとえば、航空機の翼は複合縦通材によって強化された複合外板パネルを含んでもよい。

様々な断面形状の複合縦通材を用いてもよい。たとえば、翼パネルの複合縦通材は、一対の複合溝形体（たとえばＬ字形の溝形体）を背面同士が対向する配置で組み合わせることによって形成されたＴ字形の断面を有してもよい。各複合溝形体は、フランジ部と、アールが付けられた腹板フランジ移行部でつながる腹板部とを含む。複合溝形体の腹板部を背面同士が対向する配置で組み合わせて複合ベース部材を形成することにより、背面同士が対向する複合溝形体の腹板フランジ移行部によって形成された長手方向の切欠きが複合ベース部材に生じる。長手方向の切欠きを複合縦通材の角部空隙部と称する場合がある。複合縦通材を有する複合構造の強度、剛性及び耐久性を向上させるために、各角部空隙部に角部充填材を充填することが必要である。

角部充填材を製造して設置する従来の方法にはいくつかの課題がある。たとえば、ある方法では、複合ベース部材の角部空隙部内にプリプレグ複合材料（たとえば、予め樹脂を含浸させた一方向強化用繊維）の個々のストリップをレイアップすることが必要である。プリプレグ複合材料の各ストリップを角部空隙部内に個々の複合プライとして設置する前に、正確な幅に切断する場合がある。プリプレグ複合材料の個々のストリップを１プライずつ設置するには多くの労力と時間とを要する。

角部充填材を製造する別の方法では、充填される角部空隙部の形状に合うように各角部充填材を予め作製することが必要である。角部空隙部に角部充填材を設置する前に、プリプレグ複合材料の個々のストリップを積層形態でレイアップしてレイアップ治具上に角部充填材を形成する。一方向強化用繊維を有する角部充填材については、角部充填材及び複合ベース部材の軸線方向の剛性が釣り合わない場合がある。たとえば、角部充填材中の一方向強化用繊維が長手方向に向いていると、複合ベース部材の軸線方向の剛性と比較して角部充填材の軸線方向の剛性が高くなる。角部充填材と複合ベース部材との軸線方向の剛性が釣り合わないと、硬化済み複合構造の強度特性が好ましくない特性になるおそれがある。角部充填材の軸線方向の比較的高い剛性の影響は、軸線方向の低い剛性が望まれる複合縦通材の終端で顕著である場合がある。

複合ベース部材に対する角部充填材の軸線方向の剛性の不釣合いを緩和する手法の１つは、繊維の向きがゼロ度である複合プライを積層するのに加えて、繊維の向きがゼロ度ではない（たとえばプラスマイナス３０度）プリプレグ複合プライを積層するように構成された積層機を用いて角部充填材を製造することである。繊維の向きがゼロ度ではない個々の複合プライをレイアップする能力により、角部充填材の軸線方向の剛性を複合ベース部材の軸線方向の剛性にほぼ釣り合わせる手段が提供される。さらに、角部充填材の軸線方向の剛性が複合縦通材の終端で低下するように複合プライをレイアップすることができる。上記の製造方法は構造的に有効であるが、積層機については、建造、運用及びメンテナンスの資本支出が巨額であることが明らかになっている。

以上から分かるように、上記の課題を回避する、角部充填材を有する複合構造を製造するシステム及び方法が本技術において必要である。

硬化済み複合構造を製造する方法を提供する本開示により、角部充填材に関連する上記の要求が明確に対処され、軽減される。方法は、強化用繊維で構成される乾燥繊維材料で形成される複合ベース部材の長さに沿って延伸する角部空隙部内に角部充填材要素を配置するステップを含む。角部充填材要素は角部充填材材料で形成される。方法は、乾燥繊維材料に樹脂を注入するステップと、角部充填材要素と複合ベース部材との間の側面境界部に沿って樹脂と角部充填材材料との混合体を生成するために角部充填材材料と樹脂とを化学反応させるステップも含む。方法は、樹脂を硬化又は固化させるステップと、樹脂中の溶剤を気化させることにより、混合体を固まらせて複合ベース部材に角部充填材要素を接合させ、これにより、硬化済み複合構造を得るステップとをさらに含む。

樹脂に埋め込まれる強化用繊維から構成される複合ベース部材であって、複合ベース部材の長さに沿って延伸する角部空隙部を有する、複合ベース部材を有する硬化済み複合構造も開示する。硬化済み複合構造は、角部空隙部の長さに沿って途切れなく延伸し、角部充填材側面を有する角部充填材要素も含む。角部充填材要素は角部充填材材料で形成される。硬化済み複合構造は、複合ベース部材に角部充填材側面を接合する混合領域をさらに含む。混合領域は、樹脂と角部充填材材料との固まった混合体で構成される。一例において、硬化済み複合構造は航空機の複合縦通材又は複合桁であってもよい。

説明してきた形態、機能及び効果を本開示の様々な実施形態で別々に実現することができるし、さらに他の実施形態では組み合わせてもよい。これらのさらなる詳細は以下の説明と以下の図面とを参照して理解することができる。

本開示の当該形態及びその他の形態は図面を参照すればより明らかになる。図中、同じ番号は全体を通して同じ部分を指す。

航空機の斜視図である。 複合外板パネルと複数の複合縦通材とを有する航空機の翼パネルとして構成された硬化済み複合構造の例の上から見た図である。 図２の線３−３に沿って切断された翼パネルの断面図であり、複合外板パネルに結合された複合縦通材が示されている。 図２の線４−４に沿って切断された翼パネルの断面図であり、複合外板パネルに結合された複数の複合縦通材が示されている。 図４の参照番号５によって示されている翼パネルの一部の拡大図であり、熱可塑性材料で形成され、各複合縦通材の角部空隙部を充填する連続する角部充填材要素が示されている。 角部充填材要素が角部空隙部に入れられている様子を示す、複合縦通材の１つの拡大図である。 図６の複合縦通材の分解図である。 硬化済み複合構造を製造する方法に含まれる動作のフローチャートである。 乾燥繊維材料で形成されて角部空隙部を有する複合ベース部材を有する構造アセンブリの例の分解斜視図であり、角部充填材材料で形成されて角部空隙部内に設置される角部充填材要素がさらに示されている。 角部充填材要素が複合ベース部材の角部空隙部内に設置されている様子を示す、図９の構造アセンブリの斜視図である。 複合ベース部材の例と、各々が角部充填材材料で形成され、端同士が対向する配置で角部空隙部に挿入されるように構成された複数の角部充填材セグメントとの部分分解斜視図である。 複合ベース部材の角部空隙部内でセグメント列を形成するように、角部充填材セグメントが、端同士が対向する配置にある様子を示す、図１１の構造アセンブリの斜視図である。 図３の線１３−１３に沿って切断された複合縦通材の例の断面図であり、フランジ部に垂直に向く腹板部を各々が有する、背面同士が対向する複合溝形体が示されている。 図１３の角部充填材要素の拡大図である。 図３の線１５−１５に沿って切断された複合縦通材の例の断面図であり、フランジ部に対して垂直ではない腹板角度に腹板部が向いている様子が示されている。 図１５の角部充填材要素の拡大図である。 角部空隙部内で角部充填材要素を捕える複合ベース部材の下側に配置可能な乾燥繊維材料の複合ストリップを備える構造アセンブリの部分分解斜視図である。 硬化治具との間で真空バッグ法が用いられている図１７の構造アセンブリの断面図である。 参照番号１９によって示されている図１８の構造アセンブリの一部の拡大図であり、複合ベース部材と複合ストリップとの間に角部充填材要素が捕えられている様子が示されている。 複合ベース部材の乾燥繊維材料に樹脂を注入する際の図１８の構造アセンブリの断面図であり、構造アセンブリを硬化させるために熱及び圧力を印加する様子が示されている。 参照番号２１によって示されている図２０の一部の拡大図であり、複合ベース部材及び複合ストリップの乾燥繊維材料に樹脂が注入される様子が示されている。 参照番号２２によって示されている図２１の一部の拡大図であり、樹脂と角部充填材材料との混合体を含む、複合ベース部材及び複合ストリップに角部充填材要素を接合するための混合領域が角部充填材要素を囲んでいる様子が示されている。 図１８の構造アセンブリの側面断面図であり、端同士が対向する配置の複数の角部充填材セグメントが複合ベース部材と複合ストリップとの間に捕えられている様子が示されている。 参照番号２４によって示されている図２３の一部の拡大図であり、２つを１組とした、端同士が対向する角部充填材セグメントのセグメント端部が、端同士が対向する境界部を形成している様子が示されている。 ２５を参照することによって特定される図２４の一部の拡大図であり、２つを１組とした、端同士が対向する角部充填材セグメントのセグメント端部を囲んでおり、樹脂と角部充填材材料との混合体を含んで、端同士が対向する境界部で角部充填材セグメントを接合させ合う混合領域が示されている。 角部充填材材料で形成された角部充填材要素が入る、乾燥繊維材料で形成された複合ベース部材を備える構造アセンブリの例の斜視図である。 複合外板パネルに載置した図２６の複数の構造アセンブリをコキュアリングする、又は相互接合することによって生成される硬化済み複合構造の例の斜視図である。 角部充填材要素を内包し、Ｊ字形の断面で構成された硬化済み複合構造の例の断面図である。 角部充填材要素を内包し、Ｉ字形の断面で構成された硬化済み複合構造の例の断面図である。 角部充填材要素を内包し、ハット形状の断面で構成された硬化済み複合構造の例の断面図である。

以下、本開示の好ましい例及び様々な例を示す図を参照して、図１には、角部充填材材料２０２（たとえば図５）で形成され、後述されているように製造される角部充填材要素２００（たとえば図５）を有する１つ以上の硬化済み複合構造１１０を含むことができる航空機１００の斜視図が示されている。航空機１００は胴体１０２、水平尾翼１０４、垂直尾翼１０６及び一対の翼１０８を含んでもよい。これらのいずれか１つ以上は、本開示の１つ以上の態様にしたがって製造される硬化済み複合構造１１０であってもよい。たとえば、図１の航空機１００は、各々が硬化済み複合構造１１０として構成される１つ以上の複合翼桁１１６を含んでもよい。図２は、複合外板パネル１５０と、翼パネル１１２の剛性を高める複数の複合縦通材１１４とを有する翼パネル１１２として構成されている硬化済み複合構造１１０を示す。図３は、複合外板パネル１５０に結合されている複合縦通材１１４を示す翼パネル１１２の翼幅方向の断面図である。図４は、複合外板パネル１５０に結合されている複数の複合縦通材１１４を示す翼パネル１１２の翼弦方向の断面図である。

図５は、複合外板パネル１５０に結合されている複合縦通材１１４を示す翼パネル１１２の一部の拡大図である。複合外板パネル１５０を複合プライ１２４から構成してもよく、複合プライ１２４を翼外板レイアップ治具（図示せず）上に１つ１つレイアップしてもよい。以下でより詳細に説明するが、複合縦通材１１４の各々は、複合ベース部材１２２と角部充填材要素２００とを含む。各複合縦通材１１４の複合ベース部材１２２は、複合ベース部材１２２の長さに沿って延伸する略Ｖ字形の切欠きを有する。Ｖ字形の切欠きは、角部充填材要素２００を入れるための角部空隙部１４０として説明されている場合がある。

図５では、複合ベース部材１２２を、背面同士が対向する複合構成要素１２８から構成してもよい。この図示例では、背面同士が対向する複合構成要素１２８の各々はＬ字形の構成を持つ複合溝形体１３０として構成されている。しかし、後述されている他の例では、複合ベース部材１２２（たとえば図２８〜図３０）は、図５に示されているＬ字形の構成とは異なる断面構成を持つ複合構成要素１２８を有してもよい。断面形状に関係なく、複合ベース部材１２２の複合構成要素１２８の各々を、ベース部材レイアップ治具（図示せず）上にレイアップされる乾燥繊維材料１２６の複合プライ１２４から構成してもよい。

引き続き図５を参照して、各複合縦通材１１４の複合ベース部材１２２は、複合構成要素１２８にわたって組みつけられて角部空隙部１４０内の角部充填材要素２００を包み込む複合ストリップ１５２を含む。上記のように、硬化済み複合縦通材１１４の製造の際、複合ベース部材１２２及び複合ストリップ１５２は複数の複合プライ１２４から構成され、各複合プライ１２４は乾燥繊維材料１２６（たとえば乾燥繊維プリフォーム）から構成される。複合プライ１２４は、一方向繊維として配置したり織布として配置したり、その他繊維構成で配置したりすることができる強化用繊維で構成してもよい。複合ベース部材１２２と固形の角部充填材要素２００とを組み合せることにより、未硬化構造アセンブリ１２０が形成される。以下でより詳細に説明するが、構造アセンブリ１２０（たとえば図９〜図１０）の乾燥繊維材料１２６に熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂などの樹脂１９０を注入し、その後、樹脂１９０を硬化させたり（たとえば熱硬化性樹脂の場合）固化させたり（たとえば熱可塑性樹脂の場合）することで、硬化済み複合縦通材１１４が得られる。

図５の硬化済み複合構造１１０は、乾燥繊維材料１２６で形成される複合プライ１２４を用いてレイアップされた複合外板パネル１５０に複数の構造アセンブリ１２０を載置した状態で、樹脂注入を実行し、硬化又は固化プロセスを実行することによって生成してもよい。これの代わりに、複合縦通材１１４のレイアップ及び硬化又は固化とは別の作業として、複合外板パネル１５０をレイアップし硬化又は固化させることによって図５の硬化済み複合構造１１０を生成してもよい。たとえば、複合外板パネル１５０は、プリプレグ複合プライ（すなわち、予め樹脂１９０を含浸させた強化用繊維）か、後に樹脂１９０を注入させる乾燥繊維材料１２６で形成される複合プライ１２４かのいずれかをレイアップして硬化又は固化させることによって生成してもよい。複合縦通材１１４は、複数の未硬化構造アセンブリ１２０（たとえば図９〜図１０）にレイアップ、注入及び硬化又は固化を行なって、対応する複数の硬化済み複合縦通材１１４を形成することにより、別に生成してもよい。その後、硬化済み複合縦通材１１４を複合外板パネル１５０に接合してもよい。本開示において、用語「硬化済み複合構造（ｃｕｒｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」には、硬化させた熱硬化性樹脂を含む硬化済み複合構造１１０が含まれ、さらに、固化させた熱可塑性樹脂を含む硬化済み複合構造１１０も含まれる。硬化済み複合構造１１０は、樹脂１９０に埋め込まれ、少なくとも１つの角部充填材要素２００を含む強化用繊維を含む。

図６〜図７を参照して、図６には硬化済み複合縦通材１１４の例の拡大図が示されている。図７は、角部充填材要素２００が入る角部空隙部１４０を示す、図６の複合縦通材１１４の分解図である。上記のように、複合ベース部材１２２は、複合溝形体１３０として構成され、互いに、背面同士が対向する関係で配置されている２つの複合構成要素１２８で形成してもよい。図６〜図７では、複合構成要素１２８（たとえば複合溝形体１３０）の各々はＬ字形の断面を持ち、組み立てられると、硬化済み複合構造１１０（たとえば複合縦通材１１４）のＴ字形の断面１７０（たとえばブレード部分）を形成する。しかし、上記のように、他の例（たとえば図２８〜図３０）では、複合ベース部材１２２の複合構成要素１２８の１つ以上がＣ字形の断面を持ってもよいし、Ｚ字形の断面を持ってもよいし、様々な別の断面形状のいずれか１つを持ってもよい。Ｊ字形の断面１７２（図２８）やＩ字形の断面１７４（図２９）やハット形状の断面（図３０）などの様々な異なる断面形状のいずれか１つを形成するように複合ベース部材１２２の複合溝形体１３０を組み立てもよい。

引き続き図６〜図７に参照して、各複合構成要素１２８は腹板部１３２と少なくとも１つのフランジ部１３６とを有する。各腹板部１３２とフランジ部１３６とは、アールが付けられた腹板フランジ移行部１３８によって接続し合っている。複合構成要素１２８を背面同士が対向する関係で組み立てると、背面同士が対向する複合構成要素１２８の腹板フランジ移行部１３８によって上記の角部空隙部１４０が形成される。硬化済み複合構造１１０の強度特性を向上させるために、角部空隙部１４０に固形の角部充填材要素２００を充填する。角部充填材要素２００は後述されているように角部充填材熱可塑性材料又は角部充填材熱硬化性材料のいずれかで形成される。角部空隙部１４０は対向する角部空隙部面１４２を有する。角部充填材要素２００は、平坦な面２０８によって接続し合う対向する凹面２０６を含む角部充填材側面２０４を有する。角部充填材要素２００の凹面２０６は、角部空隙部１４０の角部空隙部面１４２と重なり合うように構成されている。角部空隙部面１４２と角部充填材側面２０４とにより、角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２との間に側面境界部２１０が形成される。

上記のように、角部充填材要素２００は角部充填材材料２０２で形成され、角部充填材材料２０２は角部充填材要素２００にわたって均質であってもよい。いくつかの例では、角部充填材要素２００はチョップドファイバを含んでもよく、チョップドファイバの向きを角部充填材要素２００にわたってランダムに向けてもよい。これの代わりに、又はこれに加えて、角部充填材要素２００は、硬化済み複合構造１１０の機械的特性を向上させるフィラ材料又はその他成分を含んでもよい。角部充填材要素２００は、角部充填材要素２００の長手方向に延伸する一方向強化用繊維を含まなくてもよい。角部充填材要素２００に一方向強化用繊維がないことで、長手方向に沿った荷重支承能力を含む角部充填材要素２００の荷重支承能力を下げることができる。これに関して、角部充填材要素２００が硬化済み複合構造１１０の軸線方向の強度、軸線方向の剛性及び／又は曲げ剛性に対して比較的小さい寄与か無視し得る寄与しかし得ない点で、角部充填材要素２００を構造に関係しないものとみなしてもよい。

以下でより詳細に説明するが、樹脂注入及び硬化又は固化プロセスの際、複合ベース部材１２２の樹脂１９０と角部充填材要素２００の角部充填材材料２０２との間で起こる化学反応の結果として、角部充填材要素２００が複合ベース部材１２２に接合される。特に、樹脂１９０は、固形の角部充填材材料２０２と化学反応する溶剤１９２（たとえば図２２）を含む。一例において、溶剤１９２は角部充填材要素２００の角部充填材材料２０２の一部を化学的に溶かしたり（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ ｍｅｌｔ）部分的に溶解させたりしてもよい。溶剤１９２と角部充填材材料２０２との間の化学反応により、樹脂１９０と角部充填材材料２０２との混合体１９４（たとえば図２２）が生じる。混合体１９４は、角部充填材要素２００の周縁を形成する角部充填材側面２０４に沿って延伸するか角部充填材側面２０４の近傍で延伸する混合領域１９６（図２２）内で生じる。

後述されているように、樹脂１９０の硬化又は固化の際、樹脂１９０中の溶剤１９２が気化することにより、混合領域１９６（たとえば図２２）内の混合体１９４（たとえば図２２）が固まる。この結果、側面境界部２１０に沿って角部充填材要素２００が複合ベース部材１２２に接合される。これに関して、固まった混合体１９４が、角部充填材要素２００を複合ベース部材１２２に構造的に一体化する。角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２との間の側面境界部２１０で、角部充填材要素２００を囲む混合領域１９６を接合線として定義することができる。図２２では、厚さを誇張した混合領域１９６が示されている。これに関して、各混合領域１９６は角部充填材要素２００の断面の全幅及び断面の全高さと比較して狭くてもよい。たとえば、角部充填材要素２００の幅（すなわち、平坦な面２０８の幅（図７））が約０．５インチであり、平坦な面２０８（図７）から凹面２０６（図７）の交差部まで測定した角部充填材要素２００の高さが約０．５インチである場合について、３つの角部充填材側面２０４（図７）に沿った混合領域１９６の各々の厚さは０．１０インチ未満であってもよい。一方で、他の例では、各混合領域１９６の厚さは０．１０インチを超えてもよい。各混合領域１９６によって形成される接合線で角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２とを溶け合わせてもよい。断面（たとえば図２２）を見ると、各混合領域１９６によって形成される融合した接合線は混ざり合って区別できないものとみなすことができる。角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２との間の接合線の混ざり合った性質により、接合線でクラックが発達するし易さが大幅に緩和されるか、発達しにくくなる。これにより、硬化済み複合構造１１０の強度特性及び耐久特性が大幅に向上する。

上記のように、複合ベース部材１２２に注入される樹脂１９０は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂であってもよい。複合ベース部材１２２に注入される熱可塑性樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリル系物−スチレン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート系材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、共重合体材料、ポリアクリレート、フルオロカーボン、ポリアミド類、ポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリウレタン類、ポリエーテルイミド類、ポリエーテルサルホン、ポリスルホン及びポリフェニルスルホンを含む（ただし、これらに限定されない）様々な材料のいずれか１つを含んでもよい。複合ベース部材１２２に注入される熱硬化性樹脂は、ポリウレタン類、フェノール類、ポリイミド類、スルホン化ポリマー、導電性ポリマー、ベンゾオキサジン誘導体、ビスマレイミド類、シアン酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ類及びシルセスキオキサン類を含む（ただし、これらに限定されない）様々な材料のいずれか１つを含んでもよい。複合ベース部材１２２の強化用繊維は、ポリマー材料（たとえばプラスチック）、ガラス、セラミック材料、カーボン（たとえば、グラファイト）、金属材料又はこれらの任意の組合せで形成してもよい。プリプレグ複合材料で形成される複合プライ１２４を用いてレイアップされる複合ベース部材１２２は、ガラス繊維／エポキシ、カーボン／エポキシ、カーボン／ビスマレイミド及びガラス繊維／フェノール類を含む（ただし、これらに限定されない）任意の繊維／樹脂材料の組合せで製造してもよい。

上記のように、複合ベース部材１２２に注入される樹脂１９０は、角部充填材材料２０２と化学反応するように構成されている溶剤１９２を含む。一例において、樹脂１９０はアセトンなどの極性非プロトン溶剤であってもよい。上記のように、角部充填材材料２０２は角部充填材熱可塑性材料又は角部充填材熱硬化性材料である。アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリル系物−スチレン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート系材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、共重合体材料を含む（ただし、これらに限定されない）様々な成分のいずれか１つの角部充填材熱可塑性材料を用いてもよい。ポリウレタン類、フェノール類、ポリイミド類、スルホン化ポリマー、導電性ポリマー、ベンゾオキサジン誘導体、ビスマレイミド類、シアン酸エステル類、ビニルエステル類、ポリエステル類、エポキシ類及びシルセスキオキサン類を含む（ただし、これらに限定されない）様々な成分のいずれか１つの角部充填材熱硬化性材料を用いてもよい。角部充填材熱可塑性材料の例では、複合ベース部材１２２に注入された樹脂１９０中のアセトンが角部充填材要素２００のＡＢＳ熱可塑性材料材及び／又はＰＬＡ熱可塑性材料材と化学反応して（たとえば、化学的に溶かして）角部充填材要素２００を複合ベース部材１２２に接合するのを容易にしてもよい。角部充填材熱硬化性材料の例では、複合ベース部材１２２に注入された樹脂１９０中のアセトンが角部充填材要素２００のポリウレタン熱硬化性材料と化学反応して（たとえば、化学的に溶かして）角部充填材要素２００を複合ベース部材１２２に接合するのを容易にしてもよい。

角部充填材要素２００の角部充填材材料２０２のヤング率が、角部充填材要素２００の軸線方向又は長手方向で、複合ベース部材１２２（たとえば、硬化済み複合構造の複合ベース部材）のヤング率（すなわち弾性率）未満であることが有効な点である。これの代わりに、又はこれに加えて、角部充填材材料２０２の破断伸び率（たとえば、軸線方向又は長手方向の破断伸び率）は、硬化済み複合構造１１０の複合ベース部材１２２の破断伸び率を超える。本開示では、横方向は角部充填材要素２００の軸線方向又は長手方向と直交する。角部充填材材料２０２は硬化済み複合構造１１０の複合ベース部材１２２よりも高い柔軟性及び／又は展延性を持ち、これにより、後述されているように、クラックがより生じにくい角部充填材要素２００を得ることができる。

複合ベース部材１２２のヤング率よりも低いヤング率を持つ角部充填材材料２０２で角部充填材要素２００を形成することによって、硬化済み複合構造１１０（たとえば図５）は、角部充填材要素２００の破断を生じさせずに、荷重（たとえば、長手方向の荷重）の方向に一層変形する（たとえば伸びる）ことができる。角部充填材要素２００の破断は、荷重がかかるときに複合構造の構造健全性を損なうおそれがあるマイクロクラックの発生を含む場合がある。さらに、角部充填材要素２００のこのようなマイクロクラックが角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２との間の側面境界部２１０（たとえば図７）まで広がるおそれがある。硬化済み複合構造１１０への荷重の発生が、就航中の硬化済み複合構造１１０に対する荷重の印加を含む場合がある。航空機１００（図１）の複合翼パネル１１２（図１〜図２）の例では、このような荷重は複合翼パネル１１２に及ぼされる飛行荷重を含む場合がある。これの代わりに、又はこれに加えて、硬化済み複合構造１１０が高温の硬化温度（たとえば熱硬化性樹脂の場合）又は固化温度（たとえば熱可塑性樹脂の場合）から室温まで冷却されるのにしたがい、硬化（たとえば化学収縮）及び／又は冷却（たとえば熱収縮）の際に複合ベース部材１２２に対する角部充填材材料２０２の収縮差により硬化済み複合構造１１０に荷重が加わる場合がある。就航中の硬化済み複合構造１１０の複合ベース部材１２２に対する角部充填材材料２０２の熱膨脹差又は熱収縮差により、硬化済み複合構造１１０に荷重の印加が起こる場合がある。航空機１００の例では、地上の航空機１００（たとえば、最高１００°Ｆ）が、周囲の気温が低い（たとえば、最低−７０°Ｆ）巡航高度まで上昇するときに生じる場合があるような周囲の気温の変化の結果として、熱膨張又は熱収縮が発生する場合がある。

複合構造では、側面境界部２１０に沿ってクラックが発生すると、複合構造の荷重支承能力を損なうおそれがある。たとえば、側面境界部２１０でクラックが発生すると、複合外板パネル１５０上で複合縦通材１１４によって及ぼされる引張り荷重４００（図５）に耐える複合構造の能力を損なうおそれがある。図５に示されているように、引張り荷重４００は複合外板パネル１５０の平面に垂直に向く場合があり、引張り荷重４００によって複合外板パネル１５０から離れるように複合ベース部材１２２が付勢され、複合ベース部材１２２が複合外板パネル１５０から分離又は剥離し易くなるおそれがある。本開示では、複合ベース部材１２２のヤング率未満のヤング率を持つ角部充填材材料２０２で角部充填材要素２００を形成することにより、角部充填材要素２００が荷重の一部を支承しなくなって硬化済み複合構造１１０（たとえば図５）を一層歪ませることができるという効果がある。これに関して、ここで開示されている角部充填材要素２００にクラックが発生するリスクが下がり、これにより、硬化済み複合構造１１０の強度及び耐久性が向上する。いくつかの例で角部充填材要素２００が一方向強化用繊維（図示せず）を含まなくてもよい一方で、他の例では、一方向強化用繊維を用いる結果、角部充填材要素２００のヤング率が硬化済み複合構造１１０の複合ベース部材１２２のヤング率に比較的近く釣り合う（たとえば１０％以内）場合には、角部充填材要素２００はこのような強化用繊維を含んでもよい。たとえば、角部充填材要素２００は、複合ベース部材１２２中の炭素繊維のヤング率未満であるヤング率を持つガラスで形成される一方向強化用繊維を含んでもよい。

上記のヤング率の関係の代わりに、又はこれに加えて、角部充填材要素２００は、複合ベース部材１２２の破断伸び率（たとえば、長手方向の破断伸び率）を超える破断伸び率を持つものとみなしてもよい。破断伸び率を、破断点での構成要素（図示せず）の長さの増加率（すなわち、その元の長さからの増加率）と定義してもよく、破断伸び率は破断の前に伸びる構成要素の能力の尺度である。本開示では、複合ベース部材１２２と比較して角部充填材要素２００の破断伸び率が高いことは、複合ベース部材１２２の軸線方向の剛性と比較して角部充填材要素２００の軸線方向の剛性が低いことを表わす。複合縦通材１１４が図５に示されているように複合外板パネル１５０に結合されている点に関して、角部充填材要素２００の破断伸び率が比較的高いことは、角部充填材要素２００の破断（たとえばクラックの発生）のリスクをなくしつつ、複合縦通材１１４が軸線方向にきわめて大きい量歪むことができることを意味する。さらに、ここで開示されている角部充填材要素２００を用いれば、複合縦通材１１４の終端で軸線方向の剛性を下げることができ、これにより、複合縦通材１１４の終端の箇所で複合外板パネル１５０に応力集中が発生しにくくなるか、発生が防止される。さらに、角部充填材材料２０２で形成された角部充填材要素２００を有する硬化済み複合構造１１０（たとえば、複合縦通材１１４）を、積層化したカーボン−エポキシ複合プライ（図示せず）で形成された従来の角部充填材を有する同等の複合構造よりも軽量にすることができる。

図８は、硬化済み複合構造１１０（たとえば図５）を製造する方法５００に含まれる動作のフローチャートである。方法５００は複合縦通材１１４（たとえば図５）を製造する観点で説明されている。ただし、様々な寸法、形状及び構成のいずれか１つの硬化済み複合構造１１０を製造する方法５００も実施してもよい。一例において、複数の複合縦通材１１４を有する翼パネル１１２（たとえば図５）を製造する方法５００を実施してもよい。

図９〜図１２を参照して、方法５００のステップ５０２は、強化用繊維で構成された乾燥繊維材料１２６で形成された複合ベース部材１２２の長さに沿って延伸する角部空隙部１４０内に角部充填材要素２００を配置するステップを含む。上記のように、複合ベース部材１２２は乾燥繊維材料１２６の、１つ以上の層又は複合プライ１２４で形成される。乾燥繊維材料１２６の複合プライ１２４（たとえば図５〜図７）の各々は、織られた形態（たとえば９０度織り）、編まれた形態、不織マットや不織布であってもよい強化用繊維で構成され、あるいは、強化用繊維が互いに平行である一方向配置の強化用繊維を用いてもよい。樹脂１９０の注入前及び／又は注入中に複合ベース部材１２２の強化用繊維及び／又は複合プライ１２４同士をくっつけておいてもよい。たとえば、複合ベース部材１２２の強化用繊維を縫い合わせたりステープルで留め合わせたり付着し合わせたり（たとえば粘着剤を用いる）して、積層しかつ／又は互いに横並び関係で配置してもよい。図示されていないが、いくつかの例では、複合ベース部材１２２は乾燥繊維材料１２６の層又は複合プライ１２４の１つ以上の上か、その中にある薄いメッシュ状接着剤又はベール（ｖｅｉｌ）状接着剤（図示せず）を含んでもよい。このような薄いメッシュ状接着剤又はベール状接着剤により、複合ベース部材１２２の層又は複合プライ１２４がレイアップ及び樹脂注入の際にずれることを防止することができる。

図９〜図１０を参照して、図９には、上記のように各々が乾燥繊維材料１２６で形成されたＬ字形の溝形体として構成されて背面同士が対向する複合構成要素１２８で構成され、角部空隙部１４０を有する複合ベース部材１２２を有する構造アセンブリ１２０の例の分解斜視図が示されている。さらに、角部空隙部１４０に設置するための固形の角部充填材材料２０２で形成されている角部充填材要素２００も示されている。上記のように、角部充填材材料２０２は固形であり、固化させた角部充填材熱可塑性材料又は硬化させた角部充填材熱硬化性材料のいずれかで構成される。この図示例では、角部充填材要素２００は、複合ベース部材１２２の長さに沿って途切れずに延伸する連続する角部充填材要素２００である。図１０は、角部充填材要素２００が複合ベース部材１２２の角部空隙部１４０内に設置されている様子を示す、図９の構造アセンブリ１２０の組立て図である。

図１１〜図１２を参照して、いくつかの例では、角部充填材要素２００を角部空隙部１４０に挿入するステップ５０２が、複数の角部充填材セグメント２２０を角部空隙部１４０に挿入するステップを含んでもよい。図１１は、複合ベース部材１２２の例と、各々が角部充填材材料２０２で形成され、端同士が対向する配置で角部空隙部１４０に挿入されるように構成された複数の角部充填材セグメント２２０とを示す。図１２は、複合ベース部材１２２の角部空隙部１４０内でセグメント列２２６を形成するように、角部充填材セグメント２２０が、端同士が対向する配置にある様子を示す、図１１の構造アセンブリ１２０の組立て図である。図１１〜図１２には角部空隙部１４０内に設置される３つの角部充填材セグメント２２０が示されているが、任意の個数の角部充填材セグメント２２０を角部空隙部１４０内に端同士が対向する関係で設置してもよい。個々の角部充填材セグメント２２０の長さは、角部充填材セグメント２２０の製造、取扱い及び／又は設置に関連する実施性に基づいてもよい。一例において、手作業と角部空隙部１４０内への個々の角部充填材セグメント２２０の設置とを可能にするように、各々が３〜１５フィートの長さの角部充填材セグメント２２０を用いてもよい。一方で、角部充填材セグメント２２０の１つ以上について３フィート未満又は１５フィートを超える長さのものを用いてもよい。個々の角部充填材セグメント２２０の長さは複合ベース部材１２２の全長さに部分的に基づいてもよく、いくつかの例（たとえば、複合翼パネル１１２）では、複合ベース部材１２２の長さは１００フィートを超えてもよい。

図１１〜図１２では、角部充填材セグメント２２０を、端面２２４が互いに近接するように角部空隙部１４０に挿入してもよい。たとえば、角部充填材セグメント２２０を角部空隙部１４０内に配置した結果として、端同士が対向する２つを１組とした角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２間に比較的狭いギャップ（たとえば０．０１０インチ未満）が生じてもよい。これの代わりに、セグメント端部２２２が互いに当接するように角部充填材セグメント２２０を角部空隙部１４０に挿入してもよい。ギャップが存在するかセグメント端部２２２が当接するかを問わず、対向するセグメント端部２２２が、隣接する２つを１組とした角部充填材セグメント２２０間に、端同士が対向する境界部２２８（たとえば図１１）を形成する。以下でより詳細に説明するが、複合ベース部材１２２に注入される樹脂１９０（たとえば図５）中の溶剤１９２が角部充填材材料２０２と端面２２４で化学反応して、各組の隣接する角部充填材セグメント２２０間にある、端同士が対向する境界部２２８で樹脂１９０と角部充填材材料２０２との混合体１９４（たとえば図２５）が形成される。混合体１９４中の溶剤１９２が気化した後に樹脂１９０が固まることで、隣接する２つを１組とした角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２を溶け合わせることができ、この結果、端同士が対向する角部充填材セグメント２２０によって、連続する角部充填材要素２００が形成される。

図示されていない例では、角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２は、端同士が対向する２つを１組とした角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２を接続し合わせる噛合い形状を含んでもよい。たとえば、角部充填材セグメント２２０の角部空隙部１４０への挿入は、ある角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２上の噛合い形状を、角部空隙部１４０に予め設置された別の角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２上の噛合い形状に係合することを含んでもよい。セグメント端部２２２を噛み合わせることで、対向する２つを１組とした、端同士が対向する角部充填材セグメント２２０の端面２２４が互いに接触することを確実にして、セグメント端部２２２での角部充填材材料２０２と樹脂１９０との化学反応によって実現される溶け合いを向上させることができる。噛合い形状により、樹脂注入の際に角部空隙部１４０内で角部充填材セグメント２２０の位置が長手方向に互いに対してずれることも防止することができるという効果もある。一例において、あり継ぎ構成の噛合い形状を用いてもよい。たとえば、ある角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２が、隣接する角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２にある、あり継ぎ構成に形成される受け口又は凹所（図示せず）内に嵌合し合うように構成されるあり継ぎ構成を有する突出タブ（図示せず）を含んでもよい。ただし、限定を課さずに、様々な別の形状及び構成のいずれか１つの噛合い形状を用いてもよい。

方法５００は、機械加工、３次元プリント、型押出し、射出成形及び／又は様々なその他製造技法のいずれか１つにより角部充填材要素２００又は角部充填材セグメント２２０を製造することを含んでもよい。たとえば、３次元プリントは、ステレオリソグラフィ、選択的レーザ焼結、熱溶解積層又はその他付加製造技法を用いるなどする角部充填材要素２００又は複数の角部充填材セグメント２２０の付加製造を含んでもよい。３次元プリント及び／又は射出成形を用いることで、角部空隙部１４０のエンジニアリングモデル（たとえばコンピュータ支援設計（ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ａｉｄｅｄ−ｄｅｓｉｇｎ）モデル）で定められた断面形状及び寸法にほぼ合致する角部充填材要素２００又は複数の角部充填材セグメント２２０の製造が可能になるという効果がある。

図１３〜図１６を参照して、複合ベース部材１２２の長手方向の異なる箇所で断面形状が異なる複合ベース部材１２２及び角部充填材要素２００の例が示されている。図１３は、フランジ部１３６に垂直に向く腹板部１３２を各々が含む、背面同士が対向する複合構成要素１２８を有する複合縦通材１１４の例の断面図である。図１４は図１３の角部充填材要素２００の拡大図である。図１５は異なる長手方向の箇所での同じ複合縦通材１１４の断面図であり、複合ベース部材１２２の腹板部１３２が、フランジ部１３６に対して垂直ではないその箇所独自の腹板角度１３４に向いている様子が示されている。図１６は、図１４の角部充填材要素２００の断面形状とは異なる角部充填材要素２００の断面形状を示す拡大図である。図１３〜図１５に示されているように角部空隙部１４０の断面形状が複合ベース部材１２２の長さに沿った２つ以上の箇所で異なる本例では、角部充填材要素２００を製造する方法５００は、角部空隙部１４０の断面形状と重なり合う断面形状を持つ角部充填材要素２００を製造することを含んでもよい。たとえば、複合ベース部材１２２の腹板部１３２の変化する腹板角度に合致するように角部充填材要素２００を製造してもよい。いくつかの例では、角部空隙部１４０の長さに沿った断面形状の変化（たとえば、その箇所独自の腹板角度１３４の変化）が、断面形状がほぼ一定である角部充填材要素２００を使用可能にする程度に十分小さくてもよい。このような場合、型押出しプロセスを用いるなどして一定の断面形状を持つように角部充填材要素２００を製造してもよい。

角部空隙部１４０の断面形状に合致する角部充填材要素２００を製造することに加えて、方法は、複合ベース部材１２２を硬化させた後に角部充填材要素２００の総体積が角部空隙部１４０の容積にほぼ等しくなるように、角部空隙部１４０の断面寸法又は断面積に合致する角部充填材要素２００を製造することも含んでもよい。いくつかの例では、複合ベース部材１２２の樹脂収縮（たとえば硬化収縮）を反映した断面寸法及び／又は形状の角部充填材要素２００を製造してもよい。これの代わりに、角部空隙部１４０の断面形状及び断面寸法が複合ベース部材１２２の長手方向にほぼ一定であるいくつかの例については、複合ベース部材１２２に角部充填材要素２００を接合する混合領域１９６（図２０）の相対寸法を、硬化済み複合構造１１０の長手方向に沿って増加させる手段として、複合ベース部材１２２の長手方向に変化する（たとえば、先細りする、又は小さくなる）断面積を持つように角部充填材要素２００を製造してもよい。これの代わりに、又はこれに加えて、硬化済み複合構造１１０の長さに沿って角部充填材要素２００の断面積を変更してもほぼ一定であってもよく、かつ、混合領域１９６の断面積に対する角部充填材要素２００の断面積の比率が硬化済み複合構造１１０の長手方向に沿って変化するように、混合領域１９６の断面積が変化してもよい。これに関して、複合ベース部材１２２に角部充填材要素２００を接合する混合領域１９６は角部充填材要素２００の断面積に応じて長手方向に沿って変化してもよい。

角部充填材材料２０２は、固化させた角部充填材熱可塑性材料又は硬化させた角部充填材熱硬化性材料で形成されるので、比較的低温で保存して、レイアップ及び最終硬化よりも早過ぎる時期にプリプレグ熱硬化性材料が硬化してしまうことを避ける必要がある場合があるプリプレグ熱硬化性材料（たとえば未硬化プリプレグ複合プライ）とは異なり、使用期限切れ期間（ｏｕｔ−ｔｉｍｅ）及び温度の影響を比較的受けにくいという効果がある。角部充填材材料２０２が使用期限切れ期間及び温度の影響を受けにくいことを考慮して、製造設備で複合ベース部材１２２との組立てが必要になる前に別の場所で角部充填材要素２００又は角部充填材セグメント２２０の製造を実行してもよい。本技術においては周知であるが、熱硬化性複合プリプレグの使用期限切れ期間は、複合プリプレグ材料を冷蔵庫から取り出して周囲温度にさらしてもよい時間量とみなしてもよく、周囲温度にさらされると、一般的には複合プリプレグの保存寿命は短くなる。角部充填材材料２０２の角部充填材要素２００を形成することによって奏されるさらなる効果は、上記のように、比較的短い長さを持つ複数の角部充填材セグメント２２０として角部充填材要素２００を製造する能力である。短い長さの角部充填材セグメント２２０を製造する能力は、別の場所で角部充填材セグメント２２０を製造した後、製造設備に角部充填材セグメント２２０を輸送するのに有用である場合があり、これにより、貴重な床面積が節約され、角部充填材セグメント２２０を製造するために器材を同じ場所に置くことに関連する器材コストが省かれる。

図１７を簡単に参照して、背面同士が対向する複合溝形体１３０の形態の複合ベース部材１２２で構成された未硬化構造アセンブリ１２０の例が示されている。さらに、未硬化構造アセンブリ１２０は、複合ベース部材１２２の角部空隙部１４０に填材される角部充填材要素２００と、複合ベース部材１２２の角部空隙部１４０内の角部充填材要素２００を囲む複合ストリップ１５２とを含む。上記のように、複合ベース部材１２２及び複合ストリップ１５２は乾燥繊維材料１２６で形成される。図示されていない例では、複合ストリップ１５２に代わるものとして、未硬化構造アセンブリ１２０は、複数の複合ベース部材１２２及び対応する角部充填材要素２００を結合することができる複合外板パネル１５０（たとえば図２７）を含んでもよい。複合外板パネル１５０は上記のように乾燥繊維材料１２６を用いてレイアップしてもよい。

図１８〜図２０を参照して、方法５００のステップ５０４は、複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６に樹脂１９０を注入するステップを含む。図１８は、真空補助樹脂トランスファ成形（ＶＡＲＴＭ）を用いる樹脂注入の前に硬化治具３００との間で真空バッグ法が用いられている図１７の構造アセンブリ１２０を示す。この構成は、複合ベース部材１２２に均一な成形圧３１２（たとえば図２０）を印加するために複合ベース部材１２２に適宜配置してもよい１つ以上の当て板３０４を含んでもよい。たとえば図１８は、複合ベース部材１２２の複合溝形体１３０上にそれぞれ配置される一対のＬ字形の当て板３０４を示す。当て板３０４及び構造アセンブリ１２０にわたって真空バッグ３０６と１つ以上の処理層（たとえば、通気層、剥離層（図示せず））とを配置して、複合ベース部材１２２の樹脂注入及び硬化（たとえば熱硬化性樹脂の場合）又は固化（たとえば熱可塑性樹脂の場合）を容易にしてもよい。真空バッグ３０６の周囲をテープ状シーラント又は粘着テープなどの縁部シール３０８を用いて硬化治具３００に付着させて封止してもよい。真空バッグ３０６には真空取付具（図示せず）を接続してもよく、これを真空ポンプ（図示せず）などの真空供給源３１０に流体接続してもよい。真空バッグ３０６には１つ以上の注入口３１６も接続してもよい。これは、複合ベース部材１２２に対する真空補助注入用の樹脂１９０が入った樹脂容器３０２に流体接続される対応する個数の注入管３１８を取り付けるためのものである。図示されていないが、構造アセンブリ１２０の樹脂注入及び硬化又は固化のために、図１８の構成をオートクレーブ内に配置してもよい。他の例では、脱オートクレーブプロセスで構造アセンブリ１２０に注入して硬化又は固化してもよい。

図１９は、図１８の複合ベース部材１２２の周囲構造によって包み込まれた角部充填材要素２００の拡大図である。より具体的には、角部充填材要素２００は、複合溝形体１３０の乾燥繊維材料１２６の、１つ以上の複合プライ１２４と複合ストリップ１５２との間に捕えられている。上記のように、各複合溝形体１３０は、複合溝形体１３０の腹板部１３２とフランジ部１３６とを接続し合わせる腹板フランジ移行部１３８を有する。図１９に示されているように、角部充填材要素２００の両側の凹面２０６は、腹板フランジ移行部１３８の角部空隙部面１４２と重なり合うように成形されている。角部充填材要素２００は、凹面２０６が複合溝形体１３０の腹板フランジ移行部１３８の角部空隙部面１４２にそれぞれ緊密に接触する関係にあるような断面寸法及び形状を持ってもよい。図示されていない他の例では、樹脂注入の前に凹面２０６の一方又は両方と腹板フランジ移行部１３８の対応する方との間に比較的狭いギャップ（たとえば０．０１０インチ未満）が存在してもよい。角部充填材要素２００の平坦な面２０８も、複合ストリップ１５２のパネル面１５４又は複合パネル（図示せず）と緊密に接触する関係にあってもよい。これの代わりに、樹脂注入の前に角部充填材要素２００の平坦な面２０８と複合ストリップ１５２のパネル面１５４又は複合パネルとの間に狭いギャップ（たとえば０．０１０インチ未満（図示せず））が存在してもよい。

図２０は、成形圧３１２を構造アセンブリ１２０に印加して硬化治具３００に押しつけるために真空供給源３１０により真空バッグ３０６に吸引圧を印加する様子を示す構造アセンブリ１２０の断面図である。さらに、複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６に樹脂１９０を注入するための樹脂容器３０２から構造アセンブリ１２０中への樹脂１９０の真空補助吸引も示されている。乾燥繊維材料１２６のウェットアウトが達成されるまで、樹脂１９０を注入してもよく、樹脂１９０は複合ベース部材１２２にわたってほぼ均一に分散する。図２０には、構造アセンブリ１２０を硬化させるのに必要な分の熱３１４の印加も示されている。上記のように、樹脂１９０は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂であってもよい。室温で液体状態の熱硬化性樹脂を用いてもよい。硬化を促進するために、樹脂１９０を周囲温度（たとえば６８°Ｆの室温）からコンソリデーション温度、及び／又は熱硬化性樹脂が架橋及び重合し始める硬化温度まで適宜加熱してもよい。

いくつかの例では、樹脂１９０を多段階硬化プロセスで硬化してもよく、多段階硬化プロセスでは、熱硬化性樹脂を周囲温度から第１の温度（たとえば、中間温度）まで加熱し、多段階硬化プロセスの第１の段階で、複合ベース部材１２２のコンソリデーション及びアウトガス抜きを可能にする第１の保温期間中保温する。第１の保温期間の後、方法は、複合ベース部材１２２を第１の温度から第２の温度まで加熱するステップをさらに含んでもよく、第２の温度は熱硬化性樹脂の硬化温度であってもよい。多段階硬化プロセスの第２の段階で第２の保温期間中第２の温度を保ってもよい。第２の段階を用いることで、熱硬化性樹脂が硬化して硬化済み複合構造１１０が形成されることを可能にすることができる。その後、硬化済み複合構造１１０を能動的かつ／又は受動的に冷却して室温まで戻してもよい。樹脂１９０が熱硬化性樹脂である場合の２段階硬化プロセスの特定の例では、１７０〜１９０分の第１の保温期間の場合に第１の段階で構造アセンブリ１２０を２６０〜２９０°Ｆの第１の温度まで加熱してもよい。第２の段階では、８０〜１００分の第２の保温期間の場合に構造アセンブリ１２０を第１の温度から３４０〜３７０°Ｆの第２の温度まで加熱してもよい。好ましい例では、第１の段階で、第１の温度が１７５〜１８５分の第１の保温期間中に２７０〜２８０°Ｆの範囲にあってもよい。第２の段階では、第２の温度が８５〜９５分の第２の保温期間中に３５０〜３６０°Ｆの範囲にあってもよい。

構造アセンブリ１２０に熱可塑性樹脂を注入する例について、熱可塑性樹脂の粘性を液体状態まで下げて、樹脂容器３０２から複合ベース部材１２２内への熱可塑性樹脂の真空補助吸引を可能にするのに熱３１４の印加を要してもよい。さらに、熱３１４を構造アセンブリ１２０に印加して複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６の樹脂注入及びウェットアウトを促進することもしてもよい。樹脂１９０が熱可塑性樹脂であるか熱硬化性樹脂であるかを問わず、強制空気加熱、対流加熱、誘導加熱又は他のタイプの加熱を含む（ただし、これらに限定されない）様々な異なる機構のいずれか１つによって熱３１４を印加してもよい。

図２１を参照して、図２０の複合ベース部材１２２の周囲構造によって包み込まれた角部充填材要素２００と、複合ベース部材１２２及び複合ストリップ１５２の乾燥繊維材料１２６に注入される樹脂１９０との拡大図が示されている。後述されているように、樹脂１９０（たとえば、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂のいずれか）の注入及び硬化の際、樹脂１９０中の溶剤１９２が角部充填材要素２００の凹面２０６と複合溝形体１３０の腹板フランジ移行部１３８の角部空隙部面１４２との間の側面境界部２１０に沿って角部充填材材料２０２と化学反応する。さらに、樹脂１９０中の溶剤１９２は角部充填材要素２００の平坦な面２０８と複合ストリップ１５２のパネル面１５４又は複合パネル（図示せず）との間の角部充填材材料２０２と化学反応する。

樹脂１９０を複合ベース部材１２２に注入するステップ５０４が真空補助樹脂トランスファ成形（ＶＡＲＴＭ）に関して説明されているが、様々な別の機構のいずれか１つを用いて樹脂１９０を複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６に注入してもよい。たとえば、樹脂１９０をほぼ均一に複合ベース部材１２２にわたって分散するまで（たとえば樹脂容器３０２から）乾燥繊維材料１２６に液体状態で注ぎ込む又は圧送する従来の樹脂トランスファ成形（ＲＴＭ）プロセスを用いて樹脂１９０を注入してもよい。ここで開示されている例のいずれでも、図１８及び図２０に示されている硬化治具３００のような片側にある型で支持される複合ベース部材１２２に樹脂１９０を注入してもよい。図示されていない他の例では、密閉型で包み込まれる複合ベース部材１２２に樹脂１９０を注入してもよく、密閉型は組み合わされる２つの硬化治具（図示せず）を含んでもよい。別の例では、樹脂フィルム注入（ＲＦＩ（ｒｅｓｉｎ ｆｉｌｍ ｉｎｆｕｓｉｏｎ））を用いて樹脂１９０を複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６に注入してもよく、樹脂フィルム注入は、複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６の複合層の直下、上及び／又は複合層の中に挟まれてレイアップされる樹脂の１つ以上のフィルム（図示せず）を施すことを含んでもよい。乾燥繊維材料１２６にわたってほぼ均一に樹脂を注入する手段として吸引圧を一斉に印加しつつ、熱３１４の印加によって樹脂フィルムの粘性を下げてもよい。またさらに別の例では、バルク樹脂注入（ＢＲＩ（ｂｕｌｋ ｒｅｓｉｎ ｉｎｆｕｓｉｏｎ））プロセスを用いて複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６に樹脂１９０を注入してもよく、バルク樹脂注入は、複合ベース部材１２２の片側に接触せずに近接する関係で配置されるゲル状又は固形のバルク樹脂（図示せず）を加熱することを含んでもよい。熱３１４（たとえば図２０）の印加によってバルク樹脂１９０の粘性を液体状態まで下げてもよい。吸引圧の印加により、ほぼ均一に複合ベース部材１２２にわたって分散するまで液体樹脂１９０を乾燥繊維材料１２６内に吸引することができる。

図２２を参照して、方法５００のステップ５０６は、図２２に誇張した幅又は厚さで示されている混合領域１９６内で樹脂１９０と角部充填材材料２０２との混合体１９４を生成するために、樹脂１９０（たとえば溶剤１９２）と角部充填材材料２０２とを化学反応させるステップを含む。上記のように、混合領域１９６は角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２との間の側面境界部２１０に沿って位置してもよい。溶剤１９２を、溶剤１９２が接触する角部充填材材料２０２を少なくとも部分的に化学的に溶解させかつ／又は少なくとも部分的に化学的に溶かすように構成されている化学反応体とみなしてもよい。樹脂１９０中の溶剤１９２は、角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２との間の角部充填材側面２０４に沿って角部充填材要素２００の少なくとも一部を化学的に溶かしてもよい。

方法５００のステップ５０８は樹脂１９０を硬化させるステップを含む。熱硬化性樹脂については、熱３１４（たとえば図２０）を印加することによってかつ／又は硬化剤若しくは触媒を樹脂１９０に添加して熱硬化性樹脂の重合（たとえば架橋形成）を開始させることによって硬化を開始させてもよい。これの代わりに、又はこれに加えて、照射（たとえば、電子ビーム、Ｘ線、マイクロ波、紫外線など）を施すことによって熱硬化性樹脂の硬化を開始させたり促進させたりしてもよい。熱可塑性樹脂については、上記のように、熱３１４を印加して樹脂１９０の粘性をゲル状態又は固体状態から液体状態に下げて樹脂注入を可能にしてもよい。熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６（たとえば図１９）にわたってほぼ均一に分散し、樹脂１９０中の溶剤１９２が角部充填材材料２０２と化学反応した後、構造アセンブリ１２０が冷却されるようにして硬化済み複合構造１１０（たとえば図５）を生成してもよい。樹脂注入及び硬化又は固化の際、構造アセンブリ１２０のコンソリデーション用の成形圧３１２（たとえば、当て板３０４による成形圧（図２０））を印加するために、真空バッグ３０６（たとえば図２０）に吸引圧を印加してもよい。上記のように、硬化又は固化プロセスをオートクレーブで実行してもよいし、硬化又は固化をオーブンなどの脱オートクレーブプロセスで実行してもよい。

図２２を参照して、方法５００のステップ５１０は、樹脂１９０中の溶剤１９２を気化させる、又はフラッシュオフさせることにより、混合体１９４を固まらせて複合ベース部材１２２に角部充填材要素２００を接合させ、これにより、硬化済み複合構造１１０（たとえば図５）を得るステップを含む。溶剤１９２の気化が樹脂１９０の硬化又は固化と同時に起こってもよい。他の例では、溶剤１９２の気化の期間が、樹脂１９０の硬化又は固化の期間に少なくとも部分的に重なってもよい。上記のように、溶剤１９２が気化することにより、角部充填材要素２００を囲む混合領域１９６内の混合体１９４が固まる。混合体１９４が固まることにより、側面境界部２１０に沿って複合ベース部材１２２と角部充填材要素２００とが構造的に一体化する。混合体１９４により、角部充填材要素２００が複合ベース部材１２２に融合した側面境界部２１０に沿った混ざり合った接合線を得ることができる。角部充填材要素２００と複合ベース部材１２２との間の混ざり合った接合線により、接合線でクラックが一層発達しにくくなり、この結果、硬化済み複合構造１１０の強度及び耐久性が大幅に向上するという効果がある。

図２２を参照して、いくつかの硬化済み複合構造１１０の例では、固まったときの混合体１９４は、角部充填材要素２００の角部充填材材料２０２と硬化したときの複合ベース部材１２２（たとえば、角部充填材材料２０２をともなわずに硬化）とのうちの強度の低い方よりも高い強度を持ってもよい。他の硬化済み複合構造１１０の例では、固まったときの混合体１９４は、角部充填材材料２０２又は硬化したときの複合ベース部材１２２（たとえば、角部充填材材料２０２をともなわずに硬化）のいずれかよりも高い強度を持ってもよい。図２２の断面図に示されているように、側面境界部２１０の各々に沿う樹脂１９０と角部充填材材料２０２との混合体１９４は樹脂濃度の勾配として生じてもよい。たとえば、混合領域１９６は、複合ベース部材１２２の近傍の樹脂１９０のより高い濃度と、角部充填材要素２００の近傍の樹脂１９０のより低い濃度との勾配を持ってもよい。

図２３〜図２５を参照して、図２３には、図１１〜図１２に示されている上記の例と同様の端同士が対向する配置の複数の角部充填材セグメント２２０で構成される角部充填材要素２００を有する構造アセンブリ１２０の例の側面断面図が示されている。図２３では、図２０に示されているような硬化治具３００上で支持されている複合ベース部材１２２と複合ストリップ１５２との間に角部充填材セグメント２２０が捕えられている。図２４は、２つを１組とした、端同士が対向する角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２を示す、構造アセンブリ１２０の一部の拡大図である。構造アセンブリ１２０を硬化治具３００との間で真空バッグ３０６によって封止し、複合ベース部材１２２の乾燥繊維材料１２６に樹脂１９０（たとえば図２５）を注入する際に成形圧３１２及び熱３１４を印加する。

図２３〜図２５に示されている端同士が対向する角部充填材セグメント２２０の配置について、角部充填材要素２００と樹脂１９０（たとえば図２５）とを化学反応させるステップ５０６は、端同士が対向する２つを１組とした複数の角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２と樹脂１９０とを化学反応させてセグメント端部２２２を接合し合わせることにより、連続する角部充填材要素２００を形成することを含んでもよい。特に、セグメント端部２２２で樹脂１９０が角部充填材材料２０２と化学反応することで、隣接する２つを１組とした端面２２４間で上記の混合体１９４が形成される。図２５は、２つを１組とした、端同士が対向する角部充填材セグメント２２０の隣接する端面２２４の一部の拡大図である。複合ベース部材１２２の樹脂注入の際、毛管作用により、隣接する２つを１組とした、端同士が対向する角部充填材セグメント２２０の端面２２４間で樹脂１９０の一部を吸引して、セグメント端部２２２の各々を囲む混合領域１９６を形成することができる。

溶剤１９２を気化させる上記のステップ５１０は、端面２２４間で樹脂１９０から溶剤１９２を気化させることにより、端同士が対向する２つの角部充填材セグメント２２０を１組として各組の角部充填材セグメント２２０間で樹脂１９０と角部充填材材料２０２との混合体１９４を固まらせ、これにより、角部充填材セグメント２２０を接合させ合うステップを含んでもよい。角部充填材材料２０２と樹脂１９０とを化学反応させて、隣接する角部充填材セグメント２２０のセグメント端部２２２間で得られた混合体１９４を固めるプロセスは、混合体１９４を固めることによって複合ベース部材１２２に角部充填材側面２０４を接合する上記の手法と同様である。角部充填材セグメント２２０を接合させ合う結果、複合ベース部材１２２の長さに沿って延伸することができる連続する角部充填材要素２００を得ることができる。これに関して、端同士が対向する境界部２２８の各々で、混ざり合った接合線を形成することができ、これにより、隣接する２つを１組とした角部充填材セグメント２２０間にあるセグメント端部２２２の箇所で、複合ベース部材１２２で別途発達するおそれがあるクラックを生じさせにくくすることができる。

図２６を参照して、角部充填材材料２０２で形成された角部充填材要素２００が入る、乾燥繊維材料１２６で形成された複合ベース部材１２２を備える未硬化構造アセンブリ１２０（たとえば複合縦通材１１４）の例が示されている。図２７は、図２６の複数の構造アセンブリ１２０と複合外板パネル１５０とをコキュアリングする（ｃｏ−ｃｕｒｉｎｇ）、又は相互接合する（ｃｏ−ｂｏｎｄｉｎｇ）ことによって生成される硬化済み複合構造１１０の例を示す。図２６の硬化済み複合構造１１０を製造するには、複合外板パネル１５０及び構造アセンブリ１２０を硬化治具３００（図示せず）に載置して、図１８及び図２０に示されている上記の例と同様の真空バッグ３０６で覆ってもよい。図１８及び図２０に示されている複合縦通材１１４について上記したのと同じ手法で構造アセンブリ１２０の乾燥繊維材料１２６と複合外板パネル１５０の乾燥繊維材料１２６とに樹脂１９０を注入してもよい。樹脂１９０中の溶剤１９２が角部充填材要素２００の各々の角部充填材材料２０２と化学反応する結果、複合ベース部材１２２と複合外板パネル１５０と構造アセンブリ１２０の各々の角部充填材要素２００との間の側面境界部２１０に沿って樹脂１９０と角部充填材材料２０２との混合体１９４が得られる。溶剤１９２が気化し、混合体１９４が固まると、角部充填材要素２００の各々が複合ベース部材１２２及び複合外板パネル１５０に化学的に接合される。

得られた硬化済み複合構造１１０は、樹脂１９０に埋め込まれた強化用繊維で構成された複合外板パネル１５０及び複数の複合ベース部材１２２を含む。複合外板パネル１５０と複合ベース部材１２２の各々との間で角部充填材要素２００が包み込まれる。上記のように、各角部充填材要素２００は均質であり、角部充填材材料２０２で形成される。硬化済み複合構造１１０は、各角部充填材要素２００の角部充填材側面２０４（たとえば図２０）を、対応する複合ベース部材１２２及び複合外板パネル１５０に接合する混合領域１９６（たとえば図２２）を含む。上記のように、各混合領域１９６（たとえば図２２）は、樹脂１９０と角部充填材材料２０２との固まった混合体１９４である。上記のように、図２７は上記の方法を用いて製造することができる硬化済み複合構造１１０の一例を示す。ただし、硬化済み複合構造１１０は様々な異なるタイプの構造、システム及び／又はビークルのいずれか１つの一部であってもよい。図１〜図２に示されている航空機１００に関して言えば、硬化済み複合構造１１０は、複合縦通材１１４や複合桁１１６又は様々な他の航空機構成要素のいずれか１つであってもよい。

上記されているが、図２８〜図３０は、複合ベース部材１２２用の異なる断面の複合溝形体１３０を用いて生成される硬化済み複合構造１１０の異なる断面構成の限定を課さない例を示す。たとえば、図２８は、Ｌ字形の複合溝形体１３０とＺ字形の複合溝形体１３０とを組み合わせることによって形成されたＪ字形の断面１７２を有する硬化済み複合構造１１０の例を示す。図２９は、互いに背面同士が対向する関係で一対のＣ字形の複合溝形体１３０を組み合わせることによって形成されたＩ字形の断面１７４を有する硬化済み複合構造１１０の例を示す。図３０は、主ラミネート１７８、巻回ラミネート１８０及び複合ストリップ１５２を組み合わせてこれらが協働して一対の角部充填材要素２００を包み込むことによって形成されたハット形状の断面１７６を有する硬化済み複合構造１１０の例を示す。

さらに、本開示は以下の項に係る例を備える。

第１項．樹脂（１９０）に埋め込まれる強化用繊維から構成される複合ベース部材（１２２）であって、複合ベース部材（１２２）の長さに沿って延伸する角部空隙部（１４０）を有する、複合ベース部材（１２２）と、
角部空隙部（１４０）の長さに沿って途切れなく延伸し、角部充填材側面（２０４）を有する角部充填材要素（２００）であって、角部充填材要素（２００）は均質であり、角部充填材材料（２０２）で形成される、角部充填材要素（２００）と、
複合ベース部材（１２２）に角部充填材側面（２０４）を接合し、樹脂（１９０）と角部充填材材料（２０２）との固まった混合体（１９４）で構成される混合領域（１９６）と
を含む、航空機（１００）の複合縦通材（１１４）又は複合桁（１１６）の１つ
を備える、硬化済み複合構造（１１０）。

第２項．複合構造を製造する方法であって、
強化用繊維で構成される乾燥繊維材料（１２６）で形成される複合ベース部材（１２２）の長さに沿って延伸する角部空隙部（１４０）内に角部充填材要素（２００）を配置するステップであって、角部充填材要素（２００）は角部充填材材料（２０２）で形成される、ステップと、
乾燥繊維材料（１２６）に樹脂（１９０）を注入するステップと、
角部充填材要素（２００）と複合ベース部材（１２２）との間の側面境界部（２１０）に沿って樹脂（１９０）と角部充填材材料（２０２）との混合体（１９４）を生成するために角部充填材材料（２０２）と樹脂（１９０）とを化学反応させるステップと、
樹脂（１９０）を硬化又は固化させるステップと、
樹脂（１９０）中の溶剤（１９２）を気化させることにより、混合体（１９４）を固まらせて複合ベース部材（１２２）に角部充填材要素（２００）を接合させ、これにより、硬化済み複合構造（１１０）を得るステップと
を含む、方法。

第３項．角部充填材材料（２０２）は、
アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリル系物−スチレン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート系材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、共重合体材料の少なくとも１つで構成される角部充填材熱可塑性材料と、
ポリウレタン類、フェノール類、ポリイミド類、スルホン化ポリマー、導電性ポリマー、ベンゾオキサジン誘導体、ビスマレイミド類、シアン酸エステル類、ビニルエステル類、ポリエステル類、エポキシ類及びシルセスキオキサン類の少なくとも１つで構成される角部充填材熱硬化性材料と
の一方である、第２項に記載の方法。

第４項．複合ベース部材（１２２）に注入される樹脂（１９０）は熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との一方を含み、
熱可塑性樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリル系物−スチレン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート系材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、共重合体材料、ポリアクリレート、フルオロカーボン、ポリアミド類、ポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリウレタン類、ポリエーテルイミド類、ポリエーテルサルホン、ポリスルホン、ポリスチレン及びポリフェニルスルホンのうちの１つを含み、
熱硬化性樹脂は、ポリウレタン類、フェノール類、ポリイミド類、スルホン化ポリマー、導電性ポリマー、ベンゾオキサジン誘導体、ビスマレイミド類、シアン酸エステル類、ビニルエステル類、ポリエステル類、エポキシ類及びシルセスキオキサン類のうちの１つを含み、
樹脂（１９０）中の溶剤（１９２）は極性非プロトン溶剤であり、極性非プロトン溶剤はアセトンを含み、
強化用繊維は、プラスチック、ガラス、セラミック、カーボン、金属又はこれらの任意の組合せの材料のうちの少なくとも１つで形成される、
第２項に記載の方法。

第５項．樹脂（１９０）に埋め込まれる強化用繊維から構成される複合ベース部材（１２２）であって、複合ベース部材（１２２）の長さに沿って延伸する角部空隙部（１４０）を有する、複合ベース部材（１２２）と、
角部空隙部（１４０）の長さに沿って途切れなく延伸し、角部充填材側面（２０４）を有する角部充填材要素（２００）であって、角部充填材要素（２００）は均質であり、角部充填材材料（２０２）で形成される、角部充填材要素（２００）と、
複合ベース部材（１２２）に角部充填材側面（２０４）を接合し、樹脂（１９０）と角部充填材材料（２０２）との固まった混合体（１９４）で構成される混合領域（１９６）と
を備える、硬化済み複合構造（１１０）。

第６項．角部充填材材料（２０２）は、
アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリル系物−スチレン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート系材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、共重合体材料の少なくとも１つで構成される角部充填材熱可塑性材料と、
ポリウレタン類、フェノール類、ポリイミド類、スルホン化ポリマー、導電性ポリマー、ベンゾオキサジン誘導体、ビスマレイミド類、シアン酸エステル類、ビニルエステル類、ポリエステル類、エポキシ類及びシルセスキオキサン類の少なくとも１つで構成される角部充填材熱硬化性材料と
の一方である、第５項に記載の硬化済み複合構造（１１０）。

第７項．複合ベース部材（１２２）中の樹脂（１９０）は熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との一方を含み、
熱可塑性樹脂は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アクリル系物−スチレン−アクリロニトリル（ＡＳＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカーボネート系材料、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、共重合体材料、ポリアクリレート、フルオロカーボン、ポリアミド類、ポリオレフィン類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリウレタン類、ポリエーテルイミド類、ポリエーテルサルホン、ポリスルホン、ポリスチレン及びポリフェニルスルホンのうちの１つを含み、
熱硬化性樹脂は、ポリウレタン類、フェノール類、ポリイミド類、スルホン化ポリマー、導電性ポリマー、ベンゾオキサジン誘導体、ビスマレイミド類、シアン酸エステル類、ビニルエステル類、ポリエステル類、エポキシ類及びシルセスキオキサン類のうちの１つを含み、
強化用繊維は、プラスチック、ガラス、セラミック、カーボン、金属又はこれらの任意の組合せの材料のうちの少なくとも１つで形成される、
第５項に記載の硬化済み複合構造（１１０）。

本開示のさらなる修正及び改善が当業者には明らかであるといえる。したがって、ここで説明され、図示されている部分の特定の組合せは本開示のいくつかの例を表わすのにすぎないことを意図しており、本開示の精神及び範囲内の別の例又は装置を限定するものとして用いられることを意図していない。

１００ 航空機
１０２ 胴体
１０４ 水平尾翼
１０６ 垂直尾翼
１０８ 翼
１１０ 複合構造
１１２ 複合翼パネル
１１４ 複合縦通材
１１６ 複合翼桁、複合桁
１２０ 構造アセンブリ
１２２ 複合ベース部材
１２４ 複合プライ
１２６ 乾燥繊維材料
１２８ 複合構成要素
１３０ 複合溝形体
１３２ 腹板部
１３４ 腹板角度
１３６ フランジ部
１３８ 腹板フランジ移行部
１４０ 角部空隙部
１４２ 角部空隙部面
１５０ 複合外板パネル
１５２ 複合ストリップ
１５４ パネル面
１７０ 断面
１７２ 断面
１７４ 断面
１７６ 断面
１７８ 主ラミネート
１８０ 巻回ラミネート
１９０ 樹脂
１９２ 溶剤
１９４ 混合体
１９６ 混合領域
２００ 角部充填材要素
２０２ 角部充填材材料
２０４ 角部充填材側面
２０６ 凹面
２０８ 平坦な面
２１０ 側面境界部
２２０ 角部充填材セグメント
２２２ セグメント端部
２２４ 端面
２２６ セグメント列
２２８ 端同士が対向する境界部
３００ 硬化治具
３０２ 樹脂容器
３０４ 当て板
３０６ 真空バッグ
３０８ 縁部シール
３１０ 真空供給源
３１２ 成形圧
３１４ 熱
３１６ 注入口
３１８ 注入管
４００ 引張り荷重

Claims (15)

1. 複合構造を製造する方法であって、
   強化用繊維で構成される乾燥繊維材料（１２６）で形成される複合ベース部材（１２２）の長さに沿って延伸する角部空隙部（１４０）内に角部充填材要素（２００）を配置するステップであって、前記角部充填材要素（２００）は角部充填材材料（２０２）で形成される、ステップと、
   前記乾燥繊維材料（１２６）に樹脂（１９０）を注入するステップと、
   前記角部充填材要素（２００）と前記複合ベース部材（１２２）との間の側面境界部（２１０）に沿って樹脂（１９０）と角部充填材材料（２０２）との混合体（１９４）を生成するために前記角部充填材材料（２０２）と前記樹脂（１９０）とを化学反応させるステップと、
   前記樹脂（１９０）を硬化又は固化させるステップと、
   前記樹脂（１９０）中の溶剤（１９２）を気化させることにより、前記混合体（１９４）を固まらせて前記複合ベース部材（１２２）に前記角部充填材要素（２００）を接合させ、これにより、硬化済み複合構造（１１０）を得るステップと
   を含む、方法。
2. 前記角部空隙部（１４０）内に前記角部充填材要素（２００）を配置する前記ステップと、前記角部充填材要素（２００）と前記樹脂（１９０）とを化学反応させる前記ステップと、前記溶剤（１９２）を気化させる前記ステップとは、
   前記角部空隙部（１４０）に複数の角部充填材セグメント（２２０）を挿入するステップであって、前記複数の角部充填材セグメント（２２０）は前記角部空隙部（１４０）内で端同士が対向する配置にあり、各角部充填材セグメント（２２０）は対向するセグメント端部（２２２）を有する、ステップと、
   端同士が対向する２つを１組とした前記複数の角部充填材セグメント（２２０）の前記セグメント端部（２２２）と前記樹脂（１９０）とを接合し合わせ、前記複合ベース部材（１２２）の前記長さに沿って途切れずに延伸する前記角部充填材要素（２００）を形成するために、前記セグメント端部（２２２）と前記樹脂（１９０）とを化学反応させるステップと、
   前記角部充填材要素（２００）を形成するために、前記溶剤（１９２）を気化させることにより、端同士が対向する２つの角部充填材セグメント（２２０）を１組として各組の角部充填材セグメント（２２０）間で前記混合体（１９４）を固まらせ、前記角部充填材セグメント（２２０）を接合させ合うステップと
   をそれぞれ含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記樹脂（１９０）を注入する前記ステップは、
   樹脂トランスファ成形と、
   真空補助樹脂トランスファ成形と、
   樹脂フィルム注入と、
   バルク樹脂注入と
   のうちの１つを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. ３次元プリント、選択的レーザ焼結、熱溶解積層、型押出し、射出成形のうちの１つによって前記角部充填材要素（２００）を製造するステップ
   をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記角部充填材材料（２０２）のヤング率が前記複合ベース部材（１２２）の前記ヤング率未満である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記角部充填材材料（２０２）の破断伸び率が前記複合ベース部材（１２２）の前記破断伸び率を超える、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 互いに、背面同士が対向する関係で２つの複合構成要素（１２８）を配置し、前記角部空隙部（１４０）を形成することによって、前記複合ベース部材（１２２）を作製するステップ
   をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 樹脂（１９０）に埋め込まれる強化用繊維から構成される複合ベース部材（１２２）であって、前記複合ベース部材（１２２）の長さに沿って延伸する角部空隙部（１４０）を有する、複合ベース部材（１２２）と、
   前記角部空隙部（１４０）の長さに沿って途切れなく延伸し、角部充填材側面（２０４）を有する角部充填材要素（２００）であって、前記角部充填材要素（２００）は均質であり、角部充填材材料（２０２）で形成される、角部充填材要素（２００）と、
   前記複合ベース部材（１２２）に前記角部充填材側面（２０４）を接合し、樹脂（１９０）と角部充填材材料（２０２）との固まった混合体（１９４）で構成される混合領域（１９６）と
   を備える、硬化済み複合構造（１１０）。
9. 前記角部充填材要素（２００）は、前記角部空隙部（１４０）内で端同士が対向する配置にある少なくとも２つの角部充填材セグメント（２２０）で構成され、前記角部充填材セグメント（２２０）のセグメント端部（２２２）間に位置する固まった混合体（１９４）の混合領域（１９６）によって接合される、
   請求項８に記載の硬化済み複合構造（１１０）。
10. 前記複合ベース部材（１２２）に前記角部充填材側面（２０４）を接合する前記混合領域（１９６）は、前記複合ベース部材（１２２）の近傍の樹脂（１９０）のより高い濃度と、前記角部充填材要素（２００）の近傍の樹脂（１９０）のより低い濃度との勾配を有する、
    請求項８又は９に記載の硬化済み複合構造（１１０）。
11. 前記固まった混合体（１９４）は、
    前記角部充填材材料（２０２）と、角部充填材材料（２０２）をともなわずに硬化させた樹脂（１９０）との強度の低い方よりも高い強度、
    前記角部充填材材料（２０２）と、角部充填材材料（２０２）をともなわずに硬化させた樹脂（１９０）とのいずれかよりも高い強度
    のうちの１つを有する、請求項８から１０のいずれか一項に記載の硬化済み複合構造（１１０）。
12. 前記角部充填材材料（２０２）のヤング率が前記複合ベース部材（１２２）の前記ヤング率未満である、
    請求項８から１１のいずれか一項に記載の硬化済み複合構造（１１０）。
13. 前記角部充填材材料（２０２）の破断伸び率が前記複合ベース部材（１２２）の前記破断伸び率を超える、
    請求項８から１２のいずれか一項に記載の硬化済み複合構造（１１０）。
14. 前記複合ベース部材（１２２）は、互いに、背面同士が対向する関係で配置されて、前記角部空隙部（１４０）を形成する２つの複合構成要素（１２８）で形成される、
    請求項８から１３のいずれか一項に記載の硬化済み複合構造（１１０）。
15. 前記角部充填材要素（２００）の断面積が前記複合ベース部材（１２２）の長手方向に沿って変化する構成と、
    前記混合領域（１９６）の断面積が前記硬化済み複合構造（１１０）の前記長手方向に沿って前記角部充填材要素（２００）の前記断面積に応じて変化する構成と
    の少なくとも１つを有する請求項８から１４のいずれか一項に記載の硬化済み複合構造（１１０）。