JP6374570B2

JP6374570B2 - 複合材製ハット形補強材、複合材製ハット形補強加圧ウェブ、及びこれらの部材の形成方法

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Publication number: JP6374570B2
Application number: JP2017105300A
Authority: JP
Inventors: スティーヴンイー．ピアーソン，; マシューエム．ウィットマー，; レベッカエム．ディクソン，; ジェイソンエル．ファーコ，; ダグラスジー．マーシニアック，; ケネスディー．コミンスキー，; マーティンジー．アンドルーズ，
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2012-06-24
Filing date: 2017-05-29
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2033-06-18
Also published as: JP6243148B2; US9387629B2; EP2676787B1; CN107128474A; RU2013128408A; KR102047554B1; CN103507941A; US8758879B2; EP2676787A1; JP2014012403A; CA2815523A1; AU2013205706A1; AU2013205706B2; CN103507941B; CN107128474B; JP2017200766A; US20130344291A1; KR20130143690A; CA2815523C; US20140299257A1

Description

本開示は概して、複合材製の補強支持構造に関するものであり、特に航空機に使用されるような複合材製ハット形補強材構造、及び複合材製ハット形補強加圧ウェブを形成するために使用される方法に関するものである。

複合材構造は、非常に多種多様な用途に使用されている。航空機の組み立てでは、複合材料は、胴体、翼、尾翼部分、及び他の構成品を形成するために益々大量に使用されるようになっている。例えば、バルクヘッド（隔壁）及び圧力デッキのような航空機胴体構造は、強化補強材の取り付け先、または接合先となる複合材製加圧ウェブまたは外板パネルを備える複合材製補強パネル構造により形成されるので、複合材製加圧ウェブまたは外板パネルの強度、剛性、座屈抵抗、及び安定性を高めることができる。複合材製加圧ウェブまたは外板パネルに取り付けられる、または接合される強化補強材は、様々な荷重を支持するように構成することができる。

このような複合材製加圧ウェブまたは外板パネルに使用される公知の強化補強材として、Ｉ型梁補強材（Ｉ字形の断面を有する梁）を挙げることができる。しかしながら、このような公知のＩ型梁補強材で補強される公知のＩ字形梁補強複合材パネルは、大きな引き剥がし荷重をコーナーフィラーの位置で、すなわちＩ型梁補強材の「ヌードル状」部分の位置で、またはヌードル状領域の強化補強材の取り付けフランジに共通する隅丸み半径部の位置で受ける虞がある。本明細書において使用されるように、「ｐｕｌｌ−ｏｆｆｌｏａｄ（引き剥がし荷重）」とは、複合材構成部品を、複合材製加圧ウェブまたは外板パネルのような構造物に取り付ける、または接合させる位置にある強化補強材のような複合材構成部品に加わるせん断荷重及び／又はモーメント力を指し、このせん断荷重及び／又はモーメント力によって、強化補強材が、取り付け先の構造物から剥離する、または分離するようになる。本明細書において使用されるように、「ｒａｄｉｕｓｆｉｌｌｅｒｎｏｏｄｌｅ（ヌードル状コーナーフィラー）」とは、三角形断面を有し、かつ残る隙間を強化補強材のような複合材構成部品の湾曲部材の丸み半径部によって埋めるために使用される複合材料または接着材料／エポキシ材料を指す。

Ｉ型梁補強材が、引き剥がし荷重が大きいことによって、複合材製加圧ウェブまたは外板パネルから剥離する、または分離する確率を低くするために、多数の追加のコーナーフィラー部材、ファスナー、及び／又は角度継手が、Ｉ型梁補強材を複合材製加圧ウェブまたは外板パネルに取り付ける位置またはジョイント部に必要となる。このようなコーナーフィラー部材、ファスナー、及び／又は角度継手によって、これらの位置またはジョイント部に対する構造的な強化を更に図ることができ、そしてせん断荷重及び／又はモーメント力を分散させて、Ｉ型梁補強材のコーナーフィラー部分またはヌードル状部分における剥離の危険を低くすることができる。

しかしながら、このような多数の追加のコーナーフィラー部材、ファスナー、及び／又は角度継手を使用すると、製造時間が長くなり、部品点数及び費用が増え、部品群を取り付け、そして保守するための工数及び製造コストが増え、そして構造物の複雑さが全体的に増大する。更に、強化補強材または複合材製加圧ウェブまたは外板パネルに機械的に締結させる必要があるファスナーまたは角度継手を使用すると、適切なサイズの孔を複合材料または複合材構造物に形成する必要がある。これにより今度は、特殊な治具を用いて、このような孔を複合材料または複合材構造物に形成する必要がある。このような特殊な治具によって、工数及び製造コストが更に増える虞がある。

従って、この技術分野では、複合材製補強材を改善し、そして複合材製補強構造を改善し、そしてこれらの複合材製補強材及び複合材製補強構造を形成する方法を改善して、公知の構成、構造、及び方法よりも優れた利点を提供する必要がある。

複合材製補強材を改善し、そして複合材製補強構造を改善し、そして複合材製補強材及び複合材製補強構造を形成する方法を改善するというこの必要が満たされる。以下の詳細な記述に説明されるように、複合材製ハット形補強材を改善し、そして複合材製ハット形補強構造を改善し、そして複合材製ハット形補強材及び複合材製ハット形補強構造を形成する方法を改善する種々の実施形態は、公知の構成、構造、及び方法よりも極めて優れた利点を提供することができる。

本開示の１つの実施形態では、複合材製ハット形補強材が提供される。前記複合材製ハット形補強材は、第１面及び第２面を有する複合材製ハットセクションを備える。前記複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられる複数の複合材製補強プライを備える。前記複数の複合材製補強プライは、前記複合材製ハットセクションの前記第１面に貼り付けられるボディプライと、該ボディプライに貼り付けられる巻き付けプライと、そして前記ボディプライ及び前記巻き付けプライに貼り付けられるベースプライと、を含む。前記複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライの間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラーを備える。前記複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションの前記第２面に貼り付けられる外側プライを備える。

本開示の別の実施形態では、複合材製ハット形補強加圧ウェブが提供される。前記複合材製ハット形補強加圧ウェブは未硬化の複合材製加圧ウェブを含む。前記複合材製ハット形補強加圧ウェブは更に、前記未硬化の複合材製加圧ウェブに接合される複合材製ハット形補強材を含む。前記複合材製ハット形補強材は、予め硬化されており、そして第１面及び第２面を有する複合材製ハットセクションを含む。前記複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられる複数の複合材製補強プライを含む。前記複数の複合材製補強プライは、前記複合材製ハットセクションの前記第１面に貼り付けられるボディプライと、該ボディプライに貼り付けられる巻き付けプライと、そして前記ボディプライ及び前記巻き付けプライに貼り付けられるベースプライと、を含む。前記複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライの間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラーを含む。前記複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションの前記第２面に貼り付けられる外側プライを含む。

本開示の別の実施形態では、複合材製ハット形補強加圧ウェブを形成して、引き剥がし荷重の影響を低減し、そして加圧ウェブの安定性を向上させる方法が提供される。前記方法は、複合材製ハット形補強材をハット形治具で硬化させて、予め硬化させた複合材製ハット形補強材を形成する工程を含む。前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材は複合材製ハットセクションを含む。前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材は更に、全てのプライが前記複合材製ハットセクションに貼り付けられる構成のボディプライ、巻き付けプライ、及びベースプライを含む複数の複合材製補強プライを含む。前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライの間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラーを含む。前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材は更に、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられる外側プライを含む。前記方法では更に、前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材を未硬化の複合材製加圧ウェブに接合させて、複合材製ハット形補強加圧ウェブを形成する。前記複合材製ハット形補強加圧ウェブによって、前記ヌードル状コーナーフィラーにおける引き剥がし荷重を最小限に抑え、そして加圧ウェブの安定性を向上させることができる。

説明してきた特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に実現することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態に関する更なる詳細は、次の説明、及び以下の図面を参照することにより理解することができる。

本開示は、次の詳細な説明を、好適かつ例示的な実施形態を示し、かつ必ずしも寸法通りには描かれていない添付の図面と併せて参照することにより一層深く理解することができる。

図１は、本開示の複合材製ハット形補強加圧ウェブの１つ以上の例示的な実施形態を組み込むことができる航空機を斜めから見た図である。図２のＡは、スロットを有し、かつ未硬化状態になっている本開示の複合材製ハット形補強材の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を前面から断面図として見た場合を示す分解図である。図２のＢは、硬化済み状態になっている図２Ａの複合材製ハット形補強材の図である。図３のＡは、面取り端面を有する本開示の複合材製ハット形補強材の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を前面から断面図として見た場合を示す図である。図３のＢは、図３のＡに示す円３Ｂで囲まれた面取り端面を拡大して見た図である。図４のＡは、スロットが開口形成されず、かつ未硬化状態になっている本開示の複合材製ハット形補強材の種々の実施形態のうちの別の実施形態を前面から断面図として見た場合を示す分解図である。図４のＢは、硬化済み状態になっている図４のＡの複合材製ハット形補強材の図である。図５のＡは、可変の治具丸み半径を有するハット形治具を備える治具組立体の内部に図示される本開示の複合材製ハット形補強材の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を前面から断面図として見た場合を示す図である。図５のＢは、一定の治具丸み半径を有するハット形治具を備える治具組立体の内部に図示されている本開示の複合材製ハット形補強材の種々の実施形態のうちの別の実施形態を前面から断面図として見た場合を示す図である。図６のＡは、本開示の複合材製ハット形補強加圧ウェブの種々の実施形態のうちの１つの実施形態を斜めから見た図である。図６のＢは、図６のＡの複合材製ハット形補強加圧ウェブの複合材製ハット形補強材部分を斜めから見た場合を示す分解図である。図７は、本開示の複合材製ハット形補強加圧ウェブの種々の実施形態のうちの１つの実施形態を備える航空機水平圧力デッキを斜めから見た底面図である。図８は、本開示の複合材製ハット形補強加圧ウェブの種々の実施形態のうちの別の実施形態を備える航空機主脚格納室後部隔壁の一部を斜め後ろから見た図である。図９は、本開示の方法の種々の実施形態のうちの１つの実施形態のフロー図である。

次に、開示の実施形態について、添付の図面を参照しながら以下に更に完全に説明することとし、これらの図面では、開示の実施形態の全てではなく、幾つかの実施形態が図示されている。実際、幾つかの異なる実施形態を提供することができ、そしてこれらの実施形態は、本明細書において開示される実施形態に限定されるものとして解釈されてはならない。そうではなく、これらの実施形態は、本開示が、網羅的かつ完全であり、そして本開示の範囲をこの技術分野の当業者に完全に伝えることができるように提供される。

次に、これらの図を参照するに、図１は、本開示の複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０（図６Ａ，７，８も参照）の１つ以上の例示的な実施形態を組み込むことができる航空機１０を斜めから見た図である。図１に示すように、航空機１０は、胴体１２と、機首１４と、コックピット１６と、翼１８と、１つ以上の推進ユニット２０と、垂直尾翼部分２２と、そして水平尾翼部分２４と、を備える。図１に示す航空機１０は、１つ以上の複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０を有する民間旅客機の概要を表わしているが、開示の実施形態の教示は、他の旅客機、貨物航空機、軍用航空機、回転翼航空機、及び他の種類の航空機または空中ビークルだけでなく、航空宇宙ビークル、衛星、打ち上げ宇宙船、ロケット、及び他の航空宇宙ビークル、更にはボート、及び他のウォータークラフト、列車、自動車、トラック、バス、または１つ以上の複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０を有する他の適切な構造物に適用することができる。

本開示の１つの実施形態では、図２Ａ〜２Ｂに示すような複合材製ハット形補強材３２が提供される。図２Ａは、未硬化状態３４として図示される、すなわち硬化接着される、同時硬化接着される、または接合されて合体する前の複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を前面から断面図として見た場合を示す分解図である。図２Ｂは、硬化済み状態の、すなわち硬化接着された後の、同時硬化接着された後の、または接合されて合体した後の図２Ａの複合材製ハット形補強材３２の図である。

図２Ａ〜２Ｂに示すように、複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２は、複合材製ハットセクション３８を備える。図２Ａに示すように、複合材製ハットセクション３８は、第１側面４０及び第２側面４２を有する。複合材製ハットセクション３８は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、織布、または別の適切な複合材テープ、織物、または繊維強化複合材料のようなハットセクション複合材プライ群４３（図２Ａ参照）により構成されることが好ましい。

図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複合材製ハットセクション３８は、互いに対向する位置にある端部４６を有するキャップ４４を備える。図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複合材製ハットセクション３８は更に、キャップ４４の両側の端部４６からそれぞれ延出する一対のウェブ４８、または側壁を備える。図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複合材製ハットセクション３８は更に、一対のフランジ５０を備える。各フランジ５０は、各ウェブ４８のベース部分５２（図２Ａ参照）からそれぞれ外側に向かって延在する。一対のフランジ５０は、複合材製ハット形補強材３２を構造物表面または基材５４（図６Ａ参照）に接続し易くする、または取り付け易くするように設計される。図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複合材製ハットセクション３８は、一対の隅丸み半径部５６を備える。一対の隅丸み半径部５６は、一対のフランジ５０を一対のウェブ４８にそれぞれ接続する。一対の隅丸み半径部５６は、一対のフランジ５０及び一対のウェブ４８の交差部またはフィレット部における強度を付与し、かつ応力を低減することができ、そして治具による製作過程、または成形過程において、治具加工形状部または成形形状部の割れ、または腐食を生じる虞のある鋭角のコーナー部が無くなることにより利点をもたらす。本明細書において使用されるように、「ｆｉｌｌｅｔ（フィレット）」とは、丸みの付いた内側コーナー部を指し、「ｆｉｌｌｅｔｒａｄｉｕｓ（隅丸み半径部）」とは、隅肉溶接構成部材群を接続する、この場合は、一対のフランジ５０及び一対のウェブ４８を接続する円弧状の丸み半径部を指す。

各フランジ５０は、面取り端面５８（図３Ａ〜３Ｂ参照）を有することが好ましい。図３Ａは、複合材製ハット形補強材３２ｄの形態のような複合材製ハット形補強材３２の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を前面から見たときの断面図であり、各フランジ５０の端部における面取り端面５８を示している。本明細書において使用されるように、「ｃｈａｍｆｅｒｅｄｅｄｇｅ（面取り端面）」とは、材料または部品の縁部またはコーナー部を切り落とすことにより、または除去することにより形成される平坦面を指す。図３Ａは、複合材製ハット形補強材３２ｄの形態のような複合材製ハット形補強材３２のキャップ４４、一対のウェブ４８、一対のフランジ５０、一対の隅丸み半径部５６、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６、一対のヌードル状コーナーフィラー１０８（以下に詳細に説明される）、及びベース中心フランジ１２６を示している。図３Ｂは、図３Ａに示す円３Ｂで囲まれた面取り端面５８を拡大して見たときの図である。面取り端面５８は、複合材製ハット形補強材３２の剥離を防止し易くするが、この剥離は、１つ以上のカウルプレート６０（図５Ａ〜５Ｂ参照）を、このようなカウルプレート６０を用いる場合に、硬化後、同時硬化後、接合後、または同時接合後に外しているときに、接着剤が流れ出ることに起因して起こり得る。図３Ｂに示すように、面取り端面５８は、幅６４を有する第１部分６２を含むことができる。第１部分６２の端部は、基線６６（図３Ｂ参照）に略直交している。図３Ｂに更に示すように、面取り端面５８は、基線６６と角度７０をなす第２傾斜部分６８を含む。面取り端面５８の角度７０は、基線６６に対して約４５度以下かつゼロ度超とするか、または別の適切な大きさの角度とすることが好ましい。角度７０が小さくなると、接合線における耐剥離性が高くなる。選択される角度７０は、製造対象の構造物または部品の生産性許容値及びもの作り上の設計制約によって異なり得る。

図２Ａに更に示すように、複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２は、複合材製ハットセクション３８に接合される複数の複合材製補強プライ７２を備える。これらの複合材製補強プライ７２は互いに接合させることもできる。複数の複合材製補強プライ７２は、炭素繊維入り強化プラスチック（ＣＦＲＰ）織物または炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、または別の適切な複合材織物、複合材テープ、または繊維強化複合材料のような複数の複合材プライ７３（図６Ａ参照）を含むことが好ましい。

複合材製ハットセクション３８を形成するハットセクション複合材プライ４３、及び複数の複合材製補強プライ７２を形成する複合材プライ７３は、例えばプリプレグ材料のようなマトリックス材料により取り囲まれ、かつマトリックス材料内に支持される補強材を含むことができる。補強材は、ガラス繊維または炭素繊維、グラファイト、芳香族ポリアミド繊維、ファイバグラス、または他の適切な補強材のような高強度繊維を含むことができる。マトリックス材料は、エポキシ、ポリエステル、ビニルエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトンポリマー（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトンポリマー（ＰＥＫＫ）、ビスマレイミド、または他の適切なマトリックス材料のような種々のポリマー、または樹脂材料を含むことができる。本明細書において使用されるように、「ｐｒｅｐｒｅｇ（プリプレグ）」とは、織物または編組織布、または布状テープ材を指し、例えば所望の形状に成形されるために十分高い可撓性を示す未硬化樹脂または半硬化樹脂で含浸させ、次に、例えばオーブンまたはオートクレーブ内で熱を加えることにより硬化を行なって樹脂を硬化させ、高強度の、かつ剛性の高い繊維強化構造とすることにより得られるファイバグラスまたは炭素繊維を指す。ハットセクション複合材プライ４３、及び複合材プライ７３は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープまたは炭素繊維入り強化プラスチック織物、または別の適切な複合材テープ、織物、または繊維強化複合材料を含むことが好ましい。

図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複数の複合材製補強プライ７２はボディプライ７４を含む。ボディプライ７４は、第１面７６及び第２面７８（図２Ａ参照）を有する。ボディプライ７４の第２面７８は、複合材製ハットセクション３８に貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合される。図２Ｂに示すように、一旦、ボディプライ７４が複合材製ハットセクション３８に貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合されると、ボディプライ７４は、複合材製ハットセクション３８の第１面４０のフランジ群５０、ウェブ群４８、及びキャップ４４に一体化される。複数の複合材製補強プライ７２について上に説明したように、ボディプライ７４は、炭素繊維入り強化プラスチック（ＣＦＲＰ）織物、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、または別の適切な複合材織物、複合材テープ、または繊維強化複合材料のような複合材織物を含むことが好ましい。

図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複数の複合材製補強プライ７２は巻き付けプライ８０を含む。巻き付けプライ８０は、第１面８２及び第２面８４を有する（図２Ａ参照）。巻き付けプライ８０の第２面８４は、略全体に亘ってボディプライ７４の第１面７６の第１部分８６（図２Ａ参照）に貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合されるので、複合材製ハットセクション３８に貼り付けられる。一旦、巻き付けプライ８０が複合材製ハットセクション３８にボディプライ７４を介して貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合されると、巻き付けプライ８０は、複合材製ハットセクション３８の第１面４０のウェブ群４８及びキャップ４４に一体化される。複数の複合材製補強プライ７２について上に説明したように、巻き付けプライ８０は、炭素繊維入り強化プラスチック（ＣＦＲＰ）織物、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、または別の適切な複合材織物、複合材テープ、または繊維強化複合材料のような複合材織物を含むことが好ましい。巻き付けプライ８０は、１枚の巻き付け織物プライを含むことが更に好ましい。巻き付けプライ８０の第１面８２は、複合材製ハット形補強材３２のコア部分８８（図２Ａ参照）に隣接する。巻き付けプライ８０は更にベース部分９０（図２Ａ参照）を有し、このベース部分９０には、１つの実施形態では、巻き付けプライスロット開口部９２（図２Ａ参照）を形成することができる。別の実施形態では、図５Ａに示すように、巻き付けプライ８０は、巻き付けプライスロット開口部９２を持たない。

図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複数の複合材製補強プライ７２はベースプライ９４を含む。ベースプライ９４は、第１面９６及び第２面９８を有する。ベースプライ９４の第１面９６は、略全体に亘ってボディプライ７４の第１面７６の第２部分１００（図２Ａ参照）に、そして巻き付けプライ８０のベース部分９０の構成部分１０２（図２Ａ参照）に貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合され、従って複合材製ハットセクション３８に貼り付けられる。一旦、ベースプライ９４が複合材製ハットセクション３８にボディプライ７４を介して貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合されると、ベースプライ９４は、複合材製ハットセクション３８の第１面４０のフランジ群５０に一体化される。複数の複合材製補強プライ７２について上に説明したように、ベースプライ９４は、炭素繊維入り強化プラスチック（ＣＦＲＰ）織物、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、または別の適切な複合材織物、複合材テープ、または繊維強化複合材料のような複合材織物を含むことが好ましい。ベースプライ９４は、１枚のキャップ織物プライを含むことが更に好ましい。

図２Ａに示すように、ベースプライ９４は更に、１つの実施形態では、ベースプライプライスロット開口部１０４を含むことができる。別の実施形態では、図５Ａに示すように、ベースプライ９４は、ベースプライプライスロット開口部１０４を持たない。図２Ａに示すように、ベースプライ９４が巻き付けプライ８０に貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合される前に、ベースプライプライスロット開口部１０４及び巻き付けプライスロット開口部９２を位置合わせして、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６を硬化中または接合中に形成することができる。複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６を利用して、硬化中または接合中の複合材製ハット形補強材３２のねじれを防止することができる。更に、複合材製ハット形補強材３２が硬化または接合されると、結果的に得られる複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６は、所望の通りに、小さくなるか、または十分大きなサイズではなくなる。従って、複合材製ハット形補強材３２を硬化させた後、または接合させた後、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６は、切断するか、または切り取って、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６のサイズを更に拡大する、または大きくして、例えば非破壊検査（ＮＤＩ）時の接近を可能にする。

図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２は、一対のヌードル状コーナーフィラー１０８を含む。一対のヌードル状コーナーフィラー１０８は、複合材製ハットセクション３８に貼り付けられるか、または隣接することが好ましく、そして複数の複合材製補強プライ７２の間に配置され、かつ複数の複合材製補強プライ７２の交差部となることが好ましく、これらの複合材製補強プライ７２が、これらの複合材製補強プライ７２の内部に配置される一対のヌードル状コーナーフィラー１０８のヌードル状コーナーフィラー領域１１０（図２Ａ参照）を形成する。本出願を行なうために、「ｒａｄｉｕｓｆｉｌｌｅｒｎｏｏｄｌｅｒｅｇｉｏｎ（ヌードル状コーナーフィラー領域）」という用語は、複合材製ハットセクション３８及び複数の複合材製補強プライ７２が重なり合う、または交差する箇所である略三角形の領域を指す。これらのヌードル状コーナーフィラー１０８は、圧延複合材テープ、一方向性繊維、エポキシ、接着剤、テープ及び接着剤、積層テープ、気密セル発泡体、木材、または別の適切な材料のような、圧延テープ材を含むことが好ましい。好適には、複合材製ハット形補強材３２によって、ヌードル状コーナーフィラー１０８における引き剥がし荷重を最小限に抑えることができる、またはヌードル状コーナーフィラー１０８における引き剥がし荷重の影響を最小限に抑えるか、または低減することができ、これにより、引き剥がし荷重と逆向きに作用する１つ以上のコーナーフィラー部材（図示せず）、ファスナー（図示せず）、または角度継手（図示せず）の使用を無くすか、または最小限に抑えることができる。今度は、これにより、このようなコーナーフィラー部材、ファスナー、または角度継手のコストがゼロになるか、または最小限に抑えられ、そしてこのようなコーナーフィラー部材、ファスナー、または角度継手を取り付ける、または保守するために要する作業コスト及び製造コストがゼロになるか、または最小限に抑えられるので、大きなコスト節約を実現することができる。

図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２は外側プライ１１２を含む。外側プライ１１２は、第１面１１４及び第２面１１６（図２Ａ参照）を有する。外側プライ１１２の第１面１１４は、複合材製ハットセクション３８の第２面４２に貼り付けられる、例えば硬化接着される、同時硬化接着される、または接合される。好適には、外側プライ１１２は、例えばファイバグラス材料または別の適切なガラス材料のようなガラス材料を含む。好適には、外側プライ１１２はガルバニック腐食防止材料を含み、このガルバニック腐食防止材料は、複合材製ハット形補強材３２に隣接する隣接アルミニウム構造物またはスチール構造物のような任意の金属構造物または部品をガルバニック腐食から保護する。更に、好ましくは、外側プライ１１２は、ドリル破損防止材料を含み、このドリル破損防止材料は、複合材製ハット形補強材３２または隣接する構造物または部品をドリルで穴開けしているときのドリル破損またはドリル損傷から保護する。

図２Ａ〜２Ｂに更に示すように、複合材製ハット形補強材３２はピールプライ１１８を含むことができる。ピールプライ１１８は、第１面１２０及び第２面１２２（図２Ａ参照）を有する。ピールプライ１１８の第１面１２０は、ベースプライ９４の第２面９８に貼り付けることができる。ピールプライ１１８は更に、ピールプライスロット開口部１２４（図２Ａ参照）を有することができる。別の実施形態では、図５Ａに示すように、ピールプライ１１８は、ピールプライスロット開口部１２４を持たない。好適には、ピールプライスロット開口部１２４は、設けるとした場合に、ベースプライスロット開口部１０４及び巻き付けプライスロット開口部９２に更に位置合わせされて、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６を形成する。図２Ａに示すように、ピールプライ１１８をベースプライ９４に貼り付ける前に、ベースプライスロット開口部１０４、ピールプライスロット開口部１２４、及び巻き付けプライスロット開口部９２を位置合わせすることができる。好適には、ピールプライ１１８は、離型剤で被覆されるファイバグラス繊維、被覆ナイロン繊維及び未被覆ナイロン繊維、または別の適切な繊維材料のような繊維材料を含む。ピールプライ１１８はベースプライ９４に接合させることができ、そしてピールプライ１１８は、引き剥がし可能であることが好ましく、そして使用後に引き剥がして廃棄することができる。ピールプライ１１８を用いて複合材製ハット形補強材３２を、複合材製ハット形補強材３２が複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０（図６Ａ参照）に接合される前に複合材製ハット形補強材３２に移汚される可能性のある汚れ、埃、または汚染物質から保護することができる。更に、ピールプライ１１８を用いて、接合面を予め形成しておくことができる。ピールプライ１１８によって粗い表面を残すことができるので、硬化処理、積層処理、または接合処理を進める前に粗い表面を改めて形成しなくても済む、すなわち複合材製ハット形補強材３２をサンディング／スカッフィングしておく必要がない。

図４Ａは、複合材製ハット形補強材３２ｃの形態のような複合材製ハット形補強材３２の種々の実施形態のうちの別の実施形態を前面から断面図として見た場合を示す分解図であり、この場合、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６（図２Ａ参照）は設けられず、かつ未硬化状態３４になっている。図４Ｂは、硬化済み状態３６になっている図４Ａの複合材製ハット形補強材３２ｃの形態のような複合材製ハット形補強材３２の図である。図４Ａ〜４Ｂは、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維入り強化プラスチック織物、または別の適切な複合材テープ、複合材織物、または繊維強化複合材料のようなハットセクション複合材プライ４３（図４Ａ参照）により構成されることが好ましい複合材製ハットセクション３８を示している。図４Ａ〜４Ｂは更に、キャップ４４、キャップ４４の両端部４８からそれぞれ延出する一対のウェブ４８または側壁、及び一対のフランジ５０を示している。図４Ａ〜４Ｂは更に、一対のフランジ５０を一対のウェブ４８にそれぞれ接合する一対の隅丸み半径部５６、一対のヌードル状コーナーフィラー１０８、コア部分８８、及びベース中心フランジ１２６を示している。図４Ａに示すように、複合材製ハット形補強材３２ｃの形態のような複合材製ハット形補強材３２は更に、ボディプライ７４（図４Ａ〜４Ｂ参照）と、巻き付けプライ８０（図４Ａ〜４Ｂ参照）と、そしてベースプライ９４（図４Ａ〜４Ｂ参照）と、を含む複数の複合材製補強プライ７２を備える。図４Ａ〜４Ｂは更に、外側プライ１１２及びピールプライ１１８を示している。

本開示の別の実施形態では、図６Ａに示すように、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０が提供される。図６Ａは、本開示の複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を斜めから見た図である。図６Ａに示すように、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０は、上に詳細に説明したように、複合材製ハット形補強材３２の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を備える。複合材製ハット形補強材３０は、硬化されることが好ましく、そして予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３の形態であることが好ましい。図６Ａは、構造物表面または基材５４に接合される、または同時接合される予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３を示している。好適には、図６Ａに示すように、構造物表面または基材５４は、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０のような加圧ウェブ１３９である。好適には、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０の表面は、平坦である、または非常に平坦である。従って、１つの実施形態では、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０は、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接合される、または同時接合される予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３を備える。

図６Ｂは、図６Ａの複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０の予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３の形態の複合材製ハット形補強材３２を斜めから見た分解図である。図６Ｂに示すように、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３の形態の複合材製ハット形補強材３２は、複合材製ハットセクション３８（図６Ｂ参照）、複数の複合材製補強プライ７２（図６Ｂ参照）、外側プライ１１２（図６Ｂ参照）、及び一対のヌードル状コーナーフィラー１０８（図６Ａ参照）を備える。複合材製ハットセクション３８（図６Ｂ参照）は、図２Ａに関連して上に詳細に説明されており、そして好ましくは、キャップ４４（図２Ａ参照）、一対のウェブ４８（図２Ａ参照）、一対のフランジ５０（図２Ａ参照）、及び一対の隅丸み半径部５６（図２Ａ参照）を備える。複合材製ハットセクション３８は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維入り強化プラスチック織物、または別の適切な複合材テープ、複合材織物、または繊維強化複合材料により形成されるようなハットセクション複合材プライ４３（図６Ｂ参照）により構成されることが好ましい。

図６Ｂに更に示すように、これらの複合材製補強プライ７２は、複合材製ハットセクション３８に隣接して貼り付けられるボディプライ７４と、ボディプライ７４に隣接して貼り付けられる巻き付けプライ８０と、そしてボディプライ７４及び巻き付けプライ８０に隣接して貼り付けられるベースプライ９４と、を含む。ベースプライ９４（図６Ｂ参照）の第２面９８（図６Ａ〜６Ｂ参照）は、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０（図６Ａ参照）のような構造物表面または基材５４（図６Ａ参照）に隣接する。ボディプライ７４、巻き付けプライ８０、及びベースプライ９４を含む複数の複合材製補強プライ７２は、炭素繊維入り強化プラスチック（ＣＦＲＰ）織物、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、または別の適切な複合材織物、複合材テープ、または繊維強化複合材料のような複数の複合材プライ７３（図６Ｂ参照）を含むことが好ましい。図６Ｂは、ピールプライ１１８（図２Ａ参照）を示していないが、ピールプライ１１８を用いるか、またはベースプライ９４の第２面９８に貼り付けることができる。複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０は、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接合される複合材製ハット形補強材３２を提供することにより、既存のＩ型梁補強加圧ウェブ（図示せず）と比較して、高い安定性を未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に付与することができる。

１つの実施形態では、図７に示すように、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０は、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２を含むことができる。図７は、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０ａの形態のような複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を備える航空機水平圧力デッキ１４４を底面から斜めに見た図である。図７は、キールビーム部分１４６及び圧力デッキ部分１４８を備える航空機水平圧力デッキ１４４を示している。圧力デッキ部分１４８は、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２の形態であることが好ましい未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０のような加圧ウェブ１３９を含む。好適には、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０は、平坦な表面、または非常に平坦な表面を持つ加圧ウェブまたはパネルを有する。この実施形態では、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０ａは、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２に接合される、または同時接合される複数の複合材製ハット形補強材３２ａ（図２Ａ、５Ａも参照）を含む。更に、この実施形態では、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２に接合される、または同時接合される複合材製ハット形補強材３２ａの一対のヌードル状コーナーフィラー１０８はそれぞれ、半径可変のヌードル状丸み半径部１５０（図５Ａも参照）を含む。

別の実施形態では、図８に示すように、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０のような加圧ウェブ１３９は、航空機主脚格納室後部隔壁（ａｉｒｃｒａｆｔａｆｔｗｈｅｅｌｗｅｌｌｂｕｌｋｈｅａｄ）加圧ウェブ１５２を含むことができる。図８は、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０ｂの形態のような複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０の種々の実施形態のうちの別の実施形態を備える航空機主脚格納室後部隔壁１５４の一部を斜め後ろから見た図である。図８は、航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０を備える航空機主脚格納室後部隔壁１５４の一部を示している。好適には、航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０は、平坦な表面、または非常に平坦な表面を持つ加圧ウェブまたはパネルを有する。この実施形態では、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０ｂは、航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２に接合される、または同時接合される複数の複合材製ハット形補強材３２ｂ（図５Ｂも参照）を含む。更に、この実施形態では、航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２に接合される、または同時接合される一対のヌードル状コーナーフィラー１０８はそれぞれ、半径一定のヌードル状丸み半径部１５６（図５Ｂも参照）を含む。

本開示の別の実施形態では、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０（図６Ａ参照）を形成して、複数のヌードル状コーナーフィラー１０８またはヌードル状コーナーフィラー１０８（図２Ａ参照）における引き剥がし荷重の影響を低減するか、または最小限に抑え、複数のヌードル状コーナーフィラー１０８またはヌードル状コーナーフィラー１０８（図２Ａ参照）における引き剥がし荷重の重要度を低くするか、または複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０によって低くし、そして未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０（図６Ａ参照）のような加圧ウェブ１３９（図６Ａ、７，８参照）の安定性を向上させる方法２００（図９参照）が提供される。図９は、本開示の方法２００の種々の実施形態のうちの１つの実施形態のフロー図である。具体的には、加圧ウェブ１３９の新規の構成を提供して、航空機主脚格納室後部隔壁１５４（図８参照）用パネル、及び航空機水平圧力デッキ１４４（図７参照）用パネルを含む主脚格納室後部パネルのような主脚格納室パネルを製造する。

方法２００は、例えば複合材製ハット形補強材３２ａ（図５Ａ参照）または複合材製ハット形補強材３２ｂ（図５Ｂ参照）のような複合材製ハット形補強材３２をハット形治具１３０（図５Ａ〜５Ｂ参照）で硬化させて、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３（図６Ａ参照）を形成する工程２０２を含む。予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は更に、全てのプライが複合材製ハットセクション３８（図６Ｂ参照）に貼り付けられる構成のボディプライ７４（図６Ｂ参照）、巻き付けプライ８０（図６Ｂ参照）、及びベースプライ９４（図６Ｂ参照）を含む複数の複合材製補強プライ７２（図６Ｂ参照）を備える。予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は更に、複合材製ハットセクション３８（図６Ｂ参照）に貼り付けられ、かつ複数の複合材製補強プライ７２の間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラー１０８を備える。予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は更に、複合材製ハットセクション３８に貼り付けられる外側プライ１１２（図６Ｂ参照）を備える。

図５Ａは、治具組立体または金型組立体１２８の内部に在るものとして図示される複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２の種々の実施形態のうちの１つの実施形態を前面から断面図として見た場合を示す図である。図５Ａに示すように、治具組立体または金型組立体１２８は、ハット形の雌型の治具または金型１３２のようなハット形治具または金型１３０を備える。

硬化させる前に、複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２は、複合材製ハットセクション３８（図６Ｂ参照）のハットセクション複合材プライ４３（図６Ｂ参照）、複数の複合材製補強プライ７２（図６Ｂ参照）の複合材プライ７３（図６Ｂ参照）、及び外側プライ１１２（図６Ｂ参照）を、ハット形治具または金型１３０（図５Ａ参照）の表面に積層させることにより形成することができる。ハットセクション複合材プライ４３、複合材プライ７３、及び外側プライ１１２は、ハット形治具または金型１３０に手で積層することができる。一対のヌードル状コーナーフィラー１０８は好ましくは、ハット形治具または金型１３０で、未硬化の複合材製ハット形補強材３２ａに圧延され、成形され、そしてインサート成形される。別の構成として、ハットセクション複合材プライ４３、複合材プライ７３、及び外側プライ１１２は、平坦な治具面のような治具表面（図示せず）に、手で、または自動テープ積層機を用いることにより積層させることができ、そして次に、例えばホットドレープ成形法または別の公知の成形法によりハット形治具または金型１３０でプレス成形して、ハットセクション複合材プライ４３、複合材プライ７３、外側プライ１１２、及び一対のヌードル状コーナーフィラー１０８を複合材製ハット形補強材３２の形状に成形することができる。別の構成として、他の適切な公知の積層法または成形法を用いてもよい。硬化させる前に、マンドレル（図示せず）をハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２のコア部分８８（図２Ａ参照）に挿入して、これらのプライをマンドレルに巻き付けるか、またはマンドレルの周りに巻き付け、そして次に、当該マンドレルを硬化後に抜き取ることができる。当該マンドレルは、この技術分野で公知の軟質治具または硬質治具を含むことができる。

図５Ａに示すように、治具組立体または金型組立体１２８は好適には更に、カウルプレート６０を備える。カウルプレート６０は好ましくは、複合材製ハット形補強材３２のサイズ及び形状と同様のサイズ及び形状である。カウルプレート６０は好ましくは、硬化中に複合材製ハット形補強材３２に接触するように設置されて、圧力を伝達することにより、複合材料を半径可変の治具丸み半径部１３５に押し付け易くし、そして全ての凹凸を平滑化し、そして平滑面を実現する。

図５Ａに示すように、治具組立体または金型組立体１２８は好適には更に、ブラダー部材１３４を備える。ブラダー部材１３４は好ましくは、膨張可能であるので、ハット形治具または金型１３０の内部からの圧力を複合材製ハット形補強材３２に硬化中に作用させることができる。ブラダー部材１３４は好ましくは、一定のブラダー断面１３８を有する。ブラダー部材１３４は、一定のブラダー断面１３８を有し、かつブラダー部材１３４の丸み半径は変化しないことが好ましいので、複合材製ハット形補強材３２の外面に接触するハット形治具または金型１３０の丸み半径を制御することが重要である。複合材製ハット形補強材３２ａの形態のような複合材製ハット形補強材３２を硬化させて予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３を形成し、そして航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２（図７参照）の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接合させる、または同時接合させる１つの実施形態では、ハット形治具または金型１３０は好ましくは、可変の治具丸み半径１３５（図５Ａ参照）を有し、そして一対のヌードル状コーナーフィラー１０８はそれぞれ、可変のヌードル状丸み半径１５０（図５Ａ参照）を有する。航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２（図７参照）の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接合される予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は、プライドロップを有し、従って可変のヌードル状丸み半径１５０を有する。本明細書において使用されるように、「ｐｌｙｄｒｏｐｓ（プライドロップ）」とは、複合材部品または複合材積層体の内部の種々の位置に形成される、連続的に短くした、または終端させた個々のプライ、またはプライグループ群を指し、これらのプライは、厚い断面からより薄い断面に厚さ方向に傾斜を付けて、所望の表面凹凸または形状を有する複合材部品を形成することにより得られる。これらのプライドロップは、ハット形治具または金型の接合組み立てジグ（ｂｏｎｄａｓｓｅｍｍｂｌｙｊｉｇ：ＢＡＪ）表面で機械加工されることが好ましく、この接合組み立てジグ表面において、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０を硬化させた部材の上に積層させて接合面を、好適には平坦な、または非常に平坦な接合面を、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３と、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０との間に設けることができる。航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２に接合される予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３の一対のヌードル状コーナーフィラー１０８は、ヌードルオーバーフィル率（ｎｏｏｄｌｅｏｖｅｒｆｉｌｌｒａｔｉｏ：ヌードル過充填率）を有することができ、このヌードルオーバーフィル率とは、ヌードル状コーナーフィラー１０８の材料が硬化中に収縮することに起因して、ヌードル状コーナーフィラー１０８が過充填されるか、または当該フィラーが、例えば１００％のヌードルオーバーフィル率で充填されるヌードル領域よりも大きくなる状態を指している。

図５Ｂは、金型組立体または治具組立体１２８の内部に在るものとして図示される複合材製ハット形補強材３２ｂの形態のような複合材製ハット形補強材３２の種々の実施形態のうちの別の実施形態を前面から断面図として見た場合を示す図である。図５Ｂに示すように、治具組立体または金型組立体１２８は、ハット形の雌型の治具または金型１３２のようなハット形治具または金型１３０と、上に説明したカウルプレート６０と、そして上に説明したブラダー部材１３４と、を備える。ブラダー部材１３４は好ましくは、一定のブラダー断面１３８を有する。複合材製ハット形補強材３２ｂの形態のような複合材製ハット形補強材３２を硬化させて、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３を形成し、そして航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２（図８参照）の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接合させる、または同時接合させる別の実施形態では、ハット形治具または金型１３０は好ましくは、一定の治具丸み半径１３６（図５Ｂ参照）を有し、そして一対のヌードル状コーナーフィラー１０８はそれぞれ、一定のヌードル状丸み半径１５６（図５Ｂ参照）を有することが好ましい。航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２及び航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２の両方では、半径可変のヌードル状丸み半径部１５０に隣接する部分の丸み半径は一定である。航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２では、これらの丸み半径は一定である。航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２では、可変の治具丸み半径１３５は可変である。航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２（図８参照）の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接合される予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は、プライドロップを有することがなく、従って一定のヌードル状丸み半径１５６を有する。プライドロップをこの実施形態では形成しないが、これらのプライドロップを好ましくは更に、機械加工して未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０の表面を形成することにより、接合面を、好適には平坦な、または非常に平坦な接合面を、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３と、航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０との間に設けることができる。航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ１５２に接合される予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３の一対のヌードル状コーナーフィラー１０８は、１１５％のヌードルオーバーフィル率（ｎｏｏｄｌｅｏｖｅｒｆｉｌｌｒａｔｉｏ）を有することができ、これは、ヌードル状コーナーフィラー１０８の材料が硬化中に収縮することに起因して、ヌードル状コーナーフィラー１０８が過充填されるか、または当該フィラーが、充填されるヌードル領域よりも大きくなる、例えば１１５％のヌードルオーバーフィル率で充填されることを意味する。

硬化工程２０２では、オートクレーブ硬化、真空バッグ硬化、オートクレーブ硬化及び真空バッグ硬化を組み合わせた硬化、圧縮成型硬化、樹脂トランスファー成形、室温硬化、または他の適切な硬化のような公知の硬化を行なうことができる。硬化は、必要に応じて、材料仕様に基づいて高温及び高圧で行なうことにより、複合材製ハット形補強材３２を効果的に硬化させることができる。硬化中、複合材製ハット形補強材３２の複合材料が硬化し、そしてハット形治具または金型１３０の形状を保つ。一旦、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３が成形されると、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３をハット形治具または金型１３０から取り出すことができる。

図９に更に示すように、方法２００は更に工程２０４を含み、この工程２０４では、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３（図６Ａ参照）を、好適には未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０（図６Ａ参照）のような加圧ウェブ１３９の構造物表面または基材５４（図６Ａ参照）に接合させて、または同時接合させて、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０（図６Ａ参照）を形成する。予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接着剤接合、同時硬化、二次接合、または別の公知の接合または同時接合により接合させるか、または同時接合させることができる。接合工程２０４は、必要に応じて、材料仕様に基づいて高温及び高圧で行なうことにより、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３（図６Ａ参照）を未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に効果的に接合させるか、または同時接合させることができる。

複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０によって、複数のヌードル状コーナーフィラー１０８における、またはヌードル状コーナーフィラー１０８における引き剥がし荷重を最小限に抑えることができ、そして加圧ウェブ１３９（図６Ａ参照）の安定性を向上させることができることが好ましい。予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３を未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０に接合させるか、または同時接合させると、既存の公知のＩ型梁補強複合材製加圧ウェブまたは外板パネル（図示せず）と比較して、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０の安定性及び座屈耐性を向上させることができる。

図９に更に示すように、方法２００は、複合材製ハット形補強材３２を硬化させる工程２０２の前に、ピールプライ１１８を複合材製ハット形補強材３２に貼付け、そして硬化後に、ピールプライ１１８を複合材製ハット形補強材３２から剥がす任意工程２０６を含むことができる。図９に更に示すように、方法２００は、複合材製ハット形補強材３２を硬化させる工程２０２の前に、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６を複合材製ハット形補強材３２に付加し、そして硬化後に、上に説明したように、複合材製ハット形補強材スロット開口部１０６を任意に拡大する任意工程２０８を含むことができる。図９に更に示すように、方法２００は、複合材製ハット形補強材３２を硬化させる工程２０２の前に、複合材製ハット形補強材３２の一対のフランジ５０（図３Ａ〜３Ｂ参照）の端面を縁取りする任意工程２１０を含むことができる。

図９に更に示すように、方法２００の接合工程２０４は更に、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３を航空機主脚格納室隔壁加圧ウェブ１５２（図８参照）に接合させる任意工程２１２を含むことができる。図９に更に示すように、方法２００は、複合材製ハット形補強材３２を硬化させる工程２０２の前に、可変の治具丸み半径１３５（図５Ａ参照）及び可変のヌードル状丸み半径１５０（図５Ａ参照）を制御する任意工程２１４を含むことができ、そして接合工程２０４では更に、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３を航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２（図７参照）に接合させる。

この技術分野の当業者であれば理解できることであるが、本開示の新規の複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０を、例えば複合材料により製造される航空機の前脚格納室パネルに組み込む、例えば航空機水平圧力デッキ１４４（図７参照）に組み込む、そして／または航空機主脚格納室後部隔壁１５４（図８参照）に組み込むことにより、多数の大きな利点が得られる。複合材製ハット形補強材３２（図２Ａ〜５Ｂ参照）、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０、及び方法２００（図９参照）について開示される実施形態は、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３（図６Ａ参照）を用いる独自の優れた構造を提供し、この予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は、複数の複合材製補強プライ７２を備える複合材テープ状複合材製ハットセクション３８により構成され、これらの複合材製補強プライ７２は、複合材製ハットセクション３８の充填部の境界の全ての３つの充填部に貼り付けられる複合材織物プライにより形成され、この場合、予め硬化させた複合材製ハット形補強材３３は、複合材テープにより形成されるような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０（図６Ａ参照）に接合されるか、または同時接合される。更に、複合材製ハット形補強材３２（図２Ａ〜５Ｂ参照）、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０、及び方法２００（図９参照）について開示される実施形態は、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ１４２及び航空機主脚格納室隔壁加圧ウェブ１５２の形態のような未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０の安定性、強度、及び座屈耐性を向上させる構造を提供する。このような構造は、未硬化の複合材製加圧ウェブ１４０の安定性を、既存の、または公知の複合材Ｉ型補強加圧ウェブ（図示せず）と比較したときに向上させることができ、そして既存の複合材Ｉ型補強梁またはパネルのヌードル状コーナーフィラーにおける引き剥がし荷重を最小限に抑えることができるので、不良を防止し、かつ引き剥がし荷重問題を解決するために通常使用されるコーナーフィラー部材、ファスナー、または角度継手の必要を無くすことができる。更に、複合材製ハット形補強材３２（図２Ａ〜５Ｂ参照）、及び複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０について開示される実施形態は、引き剥がし荷重に関する詳細を異なる重要度で分担することにより、作用する引き剥がし荷重に耐えるこれらの補強材及び加圧ウェブの能力を向上させることができる。複合材製ハット形補強材３２（図２Ａ〜５Ｂ参照）、複合材製ハット形補強加圧ウェブ３０、及び方法２００（図９参照）について開示される実施形態によって、一対のヌードル状コーナーフィラー１０８におけるようなヌードル状コーナーフィラーにおける引き剥がし荷重を最小限に抑えることができ、結果的に、引き剥がし荷重と逆向きに作用する１つ以上のコーナーフィラー部材、ファスナー、または角度継手の使用を無くすことができるか、または最小限に抑えることができ、これにより、このようなコーナーフィラー部材、ファスナー、または角度継手を使用することによるコストを無くすことができるか、または最小限に抑えることができるので、そしてこのようなコーナーフィラー部材、ファスナー、または角度継手を取り付け、そして保守するために要する作業コスト及び製造コストを無くすことができるか、または最小限に抑えることができるので、大きなコスト節約を実現することができる。

本開示の１つの態様によれば、複合材製ハット形補強加圧ウェブが提供され、前記複合材製ハット形補強加圧ウェブは、未硬化の複合材製加圧ウェブと、そして前記未硬化の複合材製加圧ウェブに接合される複合材製ハット形補強材であって、前記複合材製ハット形補強材が、予め硬化されており、かつ第１面及び第２面を有する複合材製ハットセクションと、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられる複数の複合材製補強プライと、を含む、前記複合材製ハット形補強材と、複合材製ハットセクションの第１面に貼り付けられるボディプライ、ボディプライに貼り付けられる巻き付けプライ、及びボディプライ及び巻き付けプライに貼り付けられるベースプライを含む複数の複合材製補強プライと、そして複合材製ハットセクションに貼り付けられ、かつ複数の複合材製補強プライの間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラーと、そして複合材製ハットセクションの第２面に貼り付けられる外側プライと、を備えている。

有利な点として、未硬化の複合材製加圧ウェブは、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ及び航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブを含む。有利な点として、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブに接合される複合材製ハット形補強材の一対のヌードル状コーナーフィラーはそれぞれ、半径可変のヌードル状丸み半径部を含む。有利な点として、航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブに接合される複合材製ハット形補強材の一対のヌードル状コーナーフィラーはそれぞれ、半径一定のヌードル状丸み半径部を含む。有利な点として、未硬化の複合材製加圧ウェブに接合される複合材製ハット形補強材によって、未硬化の複合材製加圧ウェブの安全性を、既存の複合材Ｉ型梁補強加圧ウェブと比較したときに向上させることができる。

本開示の１つの態様によれば、複合材製ハット形補強材が提供され、前記複合材製ハット形補強材は、第１面及び第２面を有する複合材製ハットセクションと、複合材製ハットセクションに貼り付けられる複数の複合材製補強プライであって、前記複数の複合材製補強プライが、複合材製ハットセクションの第１面に貼り付けられるボディプライ、ボディプライに貼り付けられる巻き付けプライ、及びボディプライ及び巻き付けプライに貼り付けられるベースプライを含む、前記複数の複合材製補強プライと、複合材製ハットセクションに貼り付けられ、かつ複数の複合材製補強プライの間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラーと、そして複合材製ハットセクションの第２面に貼り付けられる外側プライと、を備えている。有利な点として、複合材製ハット形補強材によって、一対のヌードル状コーナーフィラーにおける引き剥がし荷重を最小限に抑えることができ、その結果、引き剥がし荷重と逆向きに作用する１つ以上のコーナーフィラー部材、ファスナー、または角度継手の使用を無くすことができるか、または最小限に抑えることができる。

本開示の１つの態様によれば、複合材製ハット形補強加圧ウェブを形成して、引き剥がし荷重の影響を低減し、そして加圧ウェブの安定性を向上させる方法が提供され、前記方法では、複合材製ハット形補強材をハット形治具で硬化させて、予め硬化させた複合材製ハット形補強材を形成し、前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材は、複合材製ハットセクションと、全てのプライが前記複合材製ハットセクションに貼り付けられる構成のボディプライ、巻き付けプライ、及びベースプライを含む複数の複合材製補強プライと、前記複合材製ハットセクションに貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライの間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラーと、そして前記複合材製ハットセクションに貼り付けられ、かつ前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材を未硬化の複合材製加圧ウェブに接合させて複合材製ハット形補強加圧ウェブを形成する外側プライと、を備え、前記複合材製ハット形補強加圧ウェブによって、前記ヌードル状コーナーフィラーにおける引き剥がし荷重を最小限に抑えることができ、かつ加圧ウェブの安定性を向上させることができる。

有利な点として、前記方法では更に、前記複合材製ハット形補強材を硬化させる前に、前記複合材製ハット形補強材の一対のフランジの端面を面取りする。有利な点として、前記方法では更に、前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材を航空機主脚格納室隔壁加圧ウェブに接合させる。

本開示の多くの変形及び他の実施形態は、本開示に関わり、かつこれまでの説明及び関連する図面に提供される教示の恩恵を受けるこの技術分野の当業者であれば想到し得るであろう。本明細書において記載されるこれらの実施形態は、例示に過ぎず、かつ限定的である、または網羅的であると解釈されるべきではない。特定の用語を本明細書において用いているが、これらの用語は、単に一般的かつ記述的な意味としてのみ用いられ、限定的な意味に用いられるものではない。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
複合材製ハット形補強材であって：
第１面及び第２面を有する複合材製ハットセクション（３８）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられる複数の複合材製補強プライ（７２）であって、該複数の複合材製補強プライ（７２）が：
前記複合材製ハットセクション（３８）の前記第１面に接合されるボディプライ（７４）と、
前記ボディプライ（７４）に貼り付けられる巻き付けプライ（８０）と、
前記ボディプライ（７４）及び前記巻き付けプライ（８０）に貼り付けられるベースプライ（９４）と、を含む、前記複数の複合材製補強プライ（７２）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライ（７２）の間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラー（１０８）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）の前記第２面に貼り付けられる外側プライ（１１２）と、
を備える、複合材製ハット形補強材。
（態様２）
更に、前記ベースプライ（９４）に貼り付けられるピールプライ（１１８）を備える、態様１に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様３）
前記複合材製ハットセクション（３８）は：
キャップ（４４）と、
前記キャップ（４４）の両端部から延出する一対のウェブ（４８）と、
一対のフランジ（５０）と、
前記一対のフランジ（５０）を前記一対のウェブ（４８）にそれぞれ接続する一対の隅丸み半径部（５６）と、
を備える、態様１または２に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様４）
前記一対のフランジ（５０）の各フランジは、面取り端面（５８）を有する、態様３に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様５）
前記複合材製ハット形補強材は更に、複合材製ハット形補強材スロット開口部（１０６）を有する、態様１乃至４の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様６）
前記複合材製ハットセクション（３８）は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープにより構成される複数のハットセクション複合材プライ（４３）を備える、態様１乃至５の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様７）
前記複数の複合材製補強プライ（７２）は、炭素繊維入り強化プラスチック（ＣＦＲＰ）織物により構成される複数の複合材プライを含む、態様１乃至６の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様８）
前記外側プライ（１１２）は、ガラス材料と、ファイバグラス材料と、を含む、態様１乃至７の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様９）
前記外側プライ（１１２）は、ガルバニック腐食防止材料と、ドリル破損防止材料と、を含む、態様１乃至８の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様１０）
前記複合材製ハット形補強材は、予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）であり、未硬化の複合材製加圧ウェブ（１４０）に接合される、態様１乃至９の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様１１）
前記未硬化の複合材製加圧ウェブ（１４０）は、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ（１４２）及び航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ（１５２）を含む、態様１０に記載の複合材製ハット形補強材。
（態様１２）
複合材製ハット形補強加圧ウェブを形成して、引き剥がし荷重の影響を低減し、加圧ウェブの安定性を向上させる方法であって、前記方法は：
複合材製ハット形補強材（３２）をハット形治具（１３０）で硬化させて、予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）を形成する工程であって、該予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）が：
複合材製ハットセクション（３８）と、
全てのプライが前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられる構成のボディプライ（７４）、巻き付けプライ（８０）、及びベースプライ（９４）を含む複数の複合材製補強プライ（７２）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライ（７２）の間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラー（１０８）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられる外側プライ（１１２）と、を備える、前記硬化させる工程と、
前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）を未硬化の複合材製加圧ウェブ（１４０）に接合させて、複合材製ハット形補強加圧ウェブ（３０）を形成する工程と、を含み、
前記複合材製ハット形補強加圧ウェブによって、前記ヌードル状コーナーフィラーのうちの少なくとも１つのコーナーフィラーにおける引き剥がし荷重を最小限に抑え、加圧ウェブの安定性を向上させる、
方法。
（態様１３）
更に、前記複合材製ハット形補強材（３２）を硬化させる前に、ピールプライ（１１８）を前記複合材製ハット形補強材に貼り付け、かつ硬化後に、前記ピールプライ（１１８）を前記複合材製ハット形補強材から剥がす、態様１２に記載の方法。
（態様１４）
更に、前記複合材製ハット形補強材（３２）を硬化させる前に、複合材製ハット形補強材スロット開口部（１０６）を前記複合材製ハット形補強材に付加し、かつ硬化後に、前記複合材製ハット形補強材スロット開口部（１０６）を任意に拡大する、態様１２または１３に記載の方法。
（態様１５）
更に、前記複合材製ハット形補強材（３２）を硬化させる前に、可変の治具丸み半径、及び可変のヌードル状丸み半径を制御し、前記接合させる際に更に、前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）を航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ（１４２）に接合させる、態様１２乃至１４の何れか一項に記載の方法。

３２複合材製ハット形補強材
３３予め硬化させた複合材製ハット形補強材
３８複合材製ハットセクション
４３ハットセクション複合材プライ
４４キャップ
４８一対のウェブ
５０一対のフランジ
５６一対の隅丸み半径部
５８面取り端面
７２複合材製補強プライ
７４ボディプライ
８０巻き付けプライ
９４ベースプライ
１０６複合材製ハット形補強材スロット開口部
１０８一対のヌードル状コーナーフィラー
１１２外側プライ
１１８ピールプライ
１３０ハット形治具または金型
１４０未硬化の複合材製加圧ウェブ
１４２航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ
１５２航空機主脚格納室隔壁加圧ウェブ

Claims

複合材製ハット形補強材であって：
第１面及び第２面を有する複合材製ハットセクション（３８）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられる複数の複合材製補強プライ（７２）であって、該複数の複合材製補強プライ（７２）が：
前記複合材製ハットセクション（３８）の前記第１面に貼り付けされるボディプライ（７４）と、
前記ボディプライ（７４）に貼り付けられる巻き付けプライ（８０）と、
前記ボディプライ（７４）及び前記巻き付けプライ（８０）に貼り付けられるベースプライ（９４）と、を含む、前記複数の複合材製補強プライ（７２）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライ（７２）の間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラー（１０８）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）の前記第２面に貼り付けられる外側プライ（１１２）と、
を備え、
更に、前記ベースプライ（９４）及び前記巻き付けプライ（８０）の位置合わせされた開口部（１０４、９２）から形成される、複合材製ハット形補強材スロット開口部（１０６）を有する、複合材製ハット形補強材。
複合材製ハット形補強材は、更に、前記ベースプライ（９４）に貼り付けられるピールプライ（１１８）を備え、前記複合材製ハット形補強材スロット開口部（１０６）は、さらに、前記ベースプライ（９４）及び前記巻き付けプライ（８０）の前記開口部（１０４、９２）に位置合わせされた、前記ピールプライ（１１８）の開口部（１２４）からも形成される、請求項１に記載の複合材製ハット形補強材。
前記複合材製ハットセクション（３８）は：
キャップ（４４）と、
前記キャップ（４４）の両端部から延出する一対のウェブ（４８）と、
一対のフランジ（５０）と、
前記一対のフランジ（５０）を前記一対のウェブ（４８）にそれぞれ接続する一対の隅丸み半径部（５６）と、
を備える、請求項１または２に記載の複合材製ハット形補強材。
前記一対のフランジ（５０）の各フランジは、面取り端面（５８）を有する、請求項３に記載の複合材製ハット形補強材。
前記複合材製ハットセクション（３８）は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープにより構成される複数のハットセクション複合材プライ（４３）を備える、請求項１から４の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
前記複数の複合材製補強プライ（７２）は、炭素繊維入り強化プラスチック（ＣＦＲＰ）織物により構成される複数の複合材プライを含む、請求項１から５の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
前記外側プライ（１１２）は、ガラス材料と、ファイバグラス材料と、を含む、請求項１から６の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
前記外側プライ（１１２）は、ガルバニック腐食防止材料を含む、請求項１から７の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
前記複合材製ハット形補強材は、予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）であり、未硬化の複合材製加圧ウェブ（１４０）に接合される、請求項１から８の何れか一項に記載の複合材製ハット形補強材。
前記未硬化の複合材製加圧ウェブ（１４０）は、航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ（１４２）及び航空機主脚格納室後部隔壁加圧ウェブ（１５２）を含む、請求項９に記載の複合材製ハット形補強材。
複合材製ハット形補強加圧ウェブを形成して、引き剥がし荷重の影響を低減し、加圧ウェブの安定性を向上させる方法であって、前記方法は：
複合材製ハット形補強材（３２）をハット形治具（１３０）で硬化させて、予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）を形成する工程であって、該予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）が：
複合材製ハットセクション（３８）と、
全てのプライが前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられる構成のボディプライ（７４）、巻き付けプライ（８０）、及びベースプライ（９４）を含む複数の複合材製補強プライ（７２）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられ、かつ前記複数の複合材製補強プライ（７２）の間に配置される一対のヌードル状コーナーフィラー（１０８）と、
前記複合材製ハットセクション（３８）に貼り付けられる外側プライ（１１２）と、を備える、前記硬化させて形成する工程と、
前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）を未硬化の複合材製加圧ウェブ（１４０）に接合させて、複合材製ハット形補強加圧ウェブ（３０）を形成する工程と、
前記複合材製ハット形補強材（３２）を硬化させる前に、複合材製ハット形補強材スロット開口部（１０６）を前記複合材製ハット形補強材に付加する工程と、を含み、
前記複合材製ハット形補強加圧ウェブによって、前記ヌードル状コーナーフィラーのうちの少なくとも１つのコーナーフィラーにおける引き剥がし荷重を最小限に抑え、加圧ウェブの安定性を向上させる、方法。
更に、前記複合材製ハット形補強材（３２）を硬化させる前に、ピールプライ（１１８）を前記複合材製ハット形補強材に貼り付け、かつ硬化後に、前記ピールプライ（１１８）を前記複合材製ハット形補強材から剥がすことを含む、請求項１１に記載の方法。
硬化後に、前記複合材製ハット形補強材スロット開口部（１０６）を拡大する工程を更に含む、請求項１１または１２に記載の方法。
更に、前記複合材製ハット形補強材（３２）を硬化させる前に、可変の治具丸み半径、及び可変のヌードル状丸み半径を制御し、前記接合させる際に更に、前記予め硬化させた複合材製ハット形補強材（３３）を航空機水平圧力デッキ加圧ウェブ（１４２）に接合させることを含む、請求項１１から１３の何れか一項に記載の方法。