JP6433996B2 - 複合連接棒、そのような棒を製造するための方法、及びそれを組み込んだ航空機用の天井構造又は床構造 - Google Patents

Description

本発明は、複合連接棒、それを組み込んだ航空機用の天井構造又は床構造、及びこの連接棒を製造するための方法に関する。本発明は、特には、しかし限定的ではないが、航空学分野において、主として軸方向の力に対応するのに適したそのような連接棒に一般に適用される。

軸方向の力に対応するための現在の構造用複合連接棒は、通常、特には軸方向の牽引−圧縮力を生成する構造に連接するための２つの平坦な端部で終端している中央主本体を含む細長い形状を有し、その連接は典型的には、それらの端部を通して個々に取り付けられた連接軸によってなされる。

文献ＷＯ−Ａ１−２００９１０００９２５は、そのような連接棒について述べており、その連接棒は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が含浸された繊維をベースとする平坦な複合予成形品を断続的に熱成形して２つの半円筒形シェルを得るステップと、次いで好ましくは樹脂の硬化又は熱溶接（ｔｈｅｒｍｏｗｅｌｄｉｎｇ）を介して長手方向縁部のそれぞれの対を側方固定することによりそれらの熱成形シェルを組み立てるステップとを含む方法を用いて得られる。このシェルの組立てでは、シェルのそれぞれの縁部が他方のシェルの縁部を覆うか又は他方のシェルによって横方向に覆われ、それにより比較的広い表面積を有してこれらのシェルのための相互支持表面が形成される。

この文献で述べられた連接棒は、それらの断続的な製造方法と、連接棒の厚みを２倍にすることを必要とするシェルの縁部を横方向に重ね合わせることによるシェルの組立て方法とにより、質量及び製造コストが比較的大きくなるという欠点を有する。

より全般的には、現時点で知られている構造用複合連接棒の１つの主要な欠点は、それらの大きな質量及びコストであり、これらは、一方では、典型的には樹脂トランスファー成形法（ＲＴＭ：ｒｅｓｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）即ちブラダ又はマンドレルを使用する型における圧縮によりやはり熱硬化性である樹脂の予含浸繊維を成形する方法である、使用される変換方法に関係し、他方では、連接棒に十分な衝撃強さを与えるためにそれらの連接棒を補強することに関係する。衝撃強さを保証するために必要な補強の量は、比較的大きくなりうる。実際、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂は、それらの非常に低い破断点伸度（典型的には数％）に起因して、極めて壊れやすい。したがって、これらの樹脂を衝撃の際の変形により良く耐えられるようにするために、この破断点伸度に反比例して複数のプライを追加することが必要であるが、このことは、熱硬化性材料から作られたこれらの連接棒をより重くする一因となる。

ＷＯ−Ａ１−２００９１０００９２５

本発明の１つの目的は、上述の欠点を解決する複合構造用連接棒を提供することであり、この連接棒は、基本的に長手方向対称軸の周りで凸状の細長い本体と、隣接構造に連接するための２つの連接端部とを備え、また連接棒は、それらの構造により生成される主として軸方向の力（即ち、牽引−圧縮力）に対応するのに適し、連接棒は、２つの長手方向縁部を有する２つのシェルを含み、これらのシェルは、前述の本体の位置におけるそれらの縁部において互いに組み立てられ、それぞれが、主としてこの対称軸に平行であり且つ熱可塑性シェル母材が含浸された連続的なシェル繊維を含む少なくとも１つのシェルウェブをベースとする。

この目的のために、本発明による連接棒では、連接棒は、前述の本体の位置においてシェルに沿ってシェル上に巻回される少なくとも１つの組立ウェブを含む、シェルを組み立てるための手段を組み込み、組立ウェブは、主として前述の対称軸に対して（即ち、前述の主に軸方向のシェル繊維に対して）角度±αだけ傾けられ且つシェル母材と接触して再溶融される熱可塑性組立母材が含浸された、組立繊維を含む。

これらの組立手段は、組立ウェブとシェルのウェブとの間の熱溶接のように母材が各シェルの母材と接触して再溶融される組立ウェブを介してシェルを把持しながらシェルの周りに取り付けられるので、シェルにとって付帯的なものであることが留意されるであろう。「再溶融」によるこの溶接の利点は、硬化するのに何分も又は何時間も必要とする熱硬化性樹脂と比較して、時間、エネルギーが節約され、したがってコストが大幅に節約されることである。

したがって、２つのシェルは、シェルのそれぞれの縁部の対の相互側方溶接を使用した上述の文献の組立法とは異なり、シェル上及びシェルの周りでのこの組立ウェブの熱溶接によって組み立てられることもまた、留意されるであろう。

さらに、傾けられた組立繊維と軸方向シェル繊維との間のこれらのゼロ以外の角度±αは、例えば±３０°から±９０°の間に含まれうることが、留意されるであろう。

本発明の別の好ましい特徴によれば、各シェルは、本体の位置において実質的に半円筒形又は半円錐台形の凸状外面を有し、且つ、シェルの１つの縁部と他方のシェルの縁部とが互いに横方向に重なり合うことなしに縁部の延長部分において他方のシェルの長手方向縁部に接触して組み立てられるその２つの長手方向縁部を有する。

「半円筒形」とは、既知の態様において、大まかに言って曲線（例えば卵円形又は楕円形、例えば円形）状の一定の基線又は区間によって画定される、半円筒形幾何形状を意味する。

「半円錐台形」とは、やはり曲線（例えば卵円形又は楕円形、例えば円形）状の区間によって画定されるが各シェルの軸方向長さにわたって連続的に増大又は減少して前述の２つの連接端部に向かって狭まる半円錐形胴から成る幾何形状を意味する。

有利には、前述のシェルの組立手段は、主として一方向性であり且つ対照的な角度α及び−α（例えば、３０°から９０°の間の絶対値に含まれる）で実質的に螺旋状に巻回される前述の組立ウェブの少なくとも１つの対を含むことができ、これらの組立ウェブは、互いに重複して、やはり主として一方向性である前述のシェルのウェブをしっかりと包囲する。

本発明の別の好ましい特徴によれば、連接棒の前述の連接端部のそれぞれは、前述の長手方向縁部を含む連接棒の中間長手方向平面の両側に２つのシェルと一体にそれぞれ形成された平坦で平行した２つの連接壁であって、前述の対応する構造に連接するための連接ピンが通されるように設計された対面した開口部をそれぞれが備える２つの連接壁と、少なくとも部分的に前述の対称軸に対して実質的に垂直に配向されて各連接端部においてこれらの２つの壁の前述のシェル繊維を直接覆う端部繊維を含む補強プライとを有する。

さらに好ましくは、ファブリックタイプ、エンブロイダリタイプ、又は一方向性タイプのプライである前述の補強プライは、各連接端部において、前述の２つの連接壁のそれぞれの外面及び／又はそれぞれの内面を覆う。

本発明の別の特徴によれば、前述のシェルウェブ、及び前述の少なくとも１つの組立ウェブは、同一の材料又は化学的に適合する材料から作ることができ、前述の熱可塑性組立母材は、前記熱可塑性シェル母材と接触して溶融される。

前述の熱可塑性シェル母材、並びに前述の熱可塑性組立母材は、好ましくは、ポリオレフィン、ポリアミド（ＰＡ：ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリアリルイミド（ＰＡＩ：ｐｏｌｙａｒｙｌｉｍｉｄｅ）、ポリフェニレン・スルフィド（ＰＰＳ：ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ：ｐｏｌｙａｒｙｌｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、ポリエーテル・スルホン（ＰＤＦ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ：ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅｋｅｔｏｎｅ）、及びそれらのアロイから成る群から選択された少なくとも１種のポリマーをベースとし、前述のシェル繊維及び／又は組立繊維は、好ましくは炭素繊維をベースとする。それらが連接棒に耐衝撃性及び軸力に対応するのに十分な能力を与えるのならば、他のポリマー及び繊維が使用されてもよいことが留意されるであろう。

したがって、本発明に従って形成された連接棒は、特に自己消火性、低密度、煙毒性、向上した耐衝撃性に関する固有の特性を有するそれらの熱可塑性材料により、既知の複合構造用連接棒と比較して、これらの特性（例えば、耐衝撃性）に同じ値が与えられた場合に著しく強化された軽量性を有することが、留意されるであろう。

したがって、本発明によるこの連接棒は、特に、軸力の反応及び耐衝撃性に関して向上された機械的特性を有するが、これにより、決定された特性を得るのに連接棒の質量が節減されることになると思われる。

既知の態様では、特に航空機における天井構造、床構造、又は胴体構造のための構造用連接棒は、動作中、それらに損傷を与える衝撃を以前に受けていながらも所定の制限荷重に耐えることができなければならず、それらは過去の衝撃を表すものであるが、容易には検出することができないことが、留意されるであろう。これらの制限荷重は、連接棒を牽引／圧縮において動作させる軸方向荷重と、圧縮に加えられたときに連接棒を屈曲又は座屈において動作させる半径方向荷重との組合せである。したがって、過去の衝撃による連接棒の損傷は、これらの荷重に耐える連接棒の能力を低下させる。したがって、従来技術の連接棒に使用される熱硬化性樹脂の壊れやすさに応じて、耐衝撃性を満たすために、一定数の追加のプライを連接棒に加えることが必要である。

本発明は、上記のように、一方ではそうした圧縮制限荷重及び座屈制限荷重に耐えるのに最適な主として又はもっぱら一方向性の繊維のウェブを、また他方では熱硬化性母材の破断点伸度よりも遙かに高い破断点伸度を有する１つ又は複数の熱可塑性母材を、シェルのために使用することを可能にし、それにより、必要とされる耐衝撃性を得るための周辺プライの数を減らすことが可能になる。

本発明の別の態様によれば、前述の連接棒本体は、各シェルのための前述の少なくとも１つのシェルウェブと前述の少なくとも１つの組立ウェブとの間に径方向に、又は前述の組立ウェブ間に径方向に、特に径方向の衝撃のための、少なくとも１つの中間減衰及び衝撃分散層をさらに含むことができ、この中間減衰及び衝撃分散層は、それらの衝撃によって連接棒に伝達されるエネルギーを吸収及び分散することができる材料から作られる。

この好ましくは非常に軽量の減衰材料（例えば、蜂の巣状の減衰材料、又は他の減衰材料）で作られたそのような「犠牲的な」中間層の間置は、有利には、上述の制限荷重に対して必要とされる耐性を連接棒に与えるために意図的に連接棒の中央部に主として一方向に位置決めされたシェルウェブの損傷しやすさを最小限に抑えるために、その衝撃を−特には径方向の衝撃を吸収及び分散−軽減することを可能にすることが、留意されるであろう。本発明のこの「犠牲的な」層の厚みは、吸収すべきエネルギーの水準に基づいて容易に選択することができる。したがって、この中間層は、衝撃を受けた場合に、連接棒の強度を保証する主として一方向性のシェル繊維の完全性を少なくとも部分的に保つことを可能にする。

有利には、本発明の前述の少なくとも１つの中間層はさらに、それらの衝撃により影響を受けたその層の深さ及び／又は幅を測定することにより、それらの衝撃を受けた連接棒の損傷の程度を証明して（即ち、連接棒を交換する必要があるかどうかを判定するために、吸収される衝撃に応じて衝撃の深さ及び／又は幅を前もって較正することにより）連接棒を取り替えられるようにすることが可能な、衝撃指標のような衝撃明示層でありえる。

実際、複合部品は、外側から目に見えることなしに重大な内部損傷（例えば、剥離、繊維の破壊、又は割れによる）を被りうるという欠点を有することが知られており、このことは、複合部品の設計者らに、それらが疲労荷重及び極限荷重の全てに耐えうるように、可能性がある過去の損傷を考慮に入れて複合部品を大きめにすることを要求する（こうした大きめの部品は、「損傷耐性」と呼ばれる）。

したがって、本発明による連接棒への損傷指標の組込みは、衝撃を可視化するだけでなく、衝撃の程度を視覚的に評価することも可能にする。実際、衝撃を受けた場合の本発明による前述の中間層の押し込み深さは、そのような指標を備えていない連接棒に目に見える損傷を作ることが必須であろう水準よりも低い水準の衝撃を別にすれば、その衝撃の重大さ、したがって交換の必要性を診断することを可能にする。本発明のこの中間「管理」層は、有利には、連接棒を「不可視損傷に耐える」ようにするために従来技術のように連接棒を大きめにするのを回避すると同時に、連接棒のさらなる軽量化を可能にする。

本発明による航空機用の天井構造又は床構造は、上記で定義された連接棒を少なくとも１つ含む。

上記で定義された連接棒のための本発明による製造方法は、
ａ）前述の熱可塑性シェル母材が含浸された連続繊維をベースとする主として一方向性の平坦なｎ個のシェルウェブ（ｎは整数≧２）を、これらのウェブをコンフォーマに向けて巻き戻すｎ個のコイルから連続的に構成するステップと、
ｂ）シェルウェブの圧密を含む延伸によりこれらのシェルウェブを連続的に熱成形して、凸状外面を有するシェルのプロファイルドブランクを得るステップと、
ｃ）加熱に続いて各プロファイルドシェルブランクの２つの端部を整形して、前述の構造に連接するための２つのそれぞれの平壁をその両端に有する各シェルを得るステップと、
ｄ）組み立てられる各連接棒につき、前述の連接棒本体を形成するように一方のシェルの長手方向縁部を他方のシェルの長手方向縁部に接触させて位置決めし、且つ、連接棒の各端部において互いに平行し且つ離間した２つの平坦な連接壁を有して、２つのシェルを組み立てるステップであって、この組立てが、
−前述の組立繊維を前述の対称軸に対して角度±αだけ傾けることにより、前述の少なくとも１つの組立ウェブを前述の本体の位置においてシェルに沿ってシェル上に巻回すること、及び、
−シェルウェブ上に巻かれた組立ウェブを、又はシェルウェブだけを、或いは前述のシェルウェブと同時に前述の少なくとも１つの組立ウェブを（加熱手段を問わず）同時局所加熱すること
によって行われるステップと、
ｅ）シェルウェブと前述の少なくとも１つの組立ウェブとの間に径方向に、又は前述の組立ウェブ間に径方向に、特に径方向の衝撃のための少なくとも１つの中間減衰及び衝撃分散層を任意で間置するステップであって、中間減衰及び衝撃分散層が、それらの衝撃により連接棒に伝達されるエネルギーを吸収及び分散することが可能な材料から作られ、且つ、好ましくは、連接棒を交換することができるように、この層の深さ及び／又は幅を測定することにより、それらの衝撃を受けた連接棒の損傷の程度を証明することが可能であるステップとを含む。

有利には、ステップｃ）において、各プロファイルドシェルブランクの２つの端部の形成は、圧縮成形、スタンピング、又は熱成形によって行われうる。

さらに有利には、ステップｃ）は、少なくとも部分的に前述の対称軸に対して実質的に垂直に配向された端部繊維を含むファブリックタイプ、エンブロイダリタイプ又は一方向性タイプのプライであることが好ましい補強プライを各シェルブランクのそれぞれの端部の前述の平壁上に適用するステップをさらに含むことができ、これらの繊維は、したがって、ステップｄ）において得られる連接棒の各連接端部において離間された前述の２つの連接壁の上及び／又は下で前述のシェル繊維を直接覆うことができるように配向される。

さらに有利には、ステップｃ）は、各プロファイルドブランクの各端部において、構造を固定するようにそれぞれ設計された連接ピンの組立てのために前述の２つの連接壁を通して開口部を開けるステップをさらに含む。

本発明の別の特徴によれば、ステップｄ）において、前述の少なくとも１つの組立ウェブを各連接棒のシェルに沿ってシェル上に巻回するステップは、マンドレルの周りで互いに真向かいに位置決めされた２つのシェルを回転駆動させることによって行われうる。

或いは、縁部と縁部とで位置合わせされる２つのシェルは固定されてもよく、その場合、前述の少なくとも１つの組立ウェブをシェルに巻回するために回転手段を使用できることが、留意されるであろう。

好ましくは、ステップａ）におけるシェルウェブ及びステップｄ）におけるその又は各組立ウェブのそれぞれの熱可塑性母材に対して、同一の又は化学的に適合性のある材料が使用され、熱溶接のように組立母材をシェル母材上で再溶融することにより、このステップｄ）において組立てが行われる。

なおも好ましくは、ステップａ）におけるシェル母材、及びステップｄ）における組立母材に対して、上述の群から選択された少なくとも１種のポリマーをベースとする材料が使用され、シェル繊維及び／又は組立繊維に対して、炭素繊維が使用される。

本発明の他の特徴、利点、及び詳細は、例示としてのものであり且つ非限定的なものとして提供された本発明の１つの例示的な実施例に関する以下の説明を読めば明らかになるであろう。説明は、添付の図面を参照しながら行われる。

本発明による連接棒の組み立てられた状態おける側面斜視図である。 連接棒の２つのシェル間の接触界面を示す、本発明による別の連接棒の組み立てられた状態おける側面斜視図である。 この連接棒の端壁に垂直な軸方向断面略図である。 図１又は２の連接棒を製造するために使用される２つのプロファイルドシェルの略図である。 これらのプロファイルドシェルを連続的に製造するための本発明による装置の略図である。 本発明の１つの実例による、２つのシェルの位置決め及び組立ての前に各シェルの２つの連接端部を平壁の形態で形成するために使用されるステップを示す概略図である。 これらの２つのシェルの位置決め後及び組立て前の、連接端部の平壁の２つの面上に配向された、したがって軸方向繊維の一方向性のウェブで構成された２つのシェルのそれぞれのために形成されたプライの適用を示す、部分的な分解組立略図である。 交差したウェブをシェルに沿ってシェル上に巻回することにより縁部と縁部とで位置決めされたシェルを組み立てるための本発明の１つの実例による装置の略図である。 ２つの交差したウェブをシェルの周りにシェルに沿って対照的な角度で巻回しそれによりシェルが位置決めされる巻回方法を示し、且つ、これらのウェブ及びシェルのウェブのそれぞれの熱可塑性母材を示す、図３に類似した軸方向断面における略図である。 図９のシェル上へのこの交差したウェブの巻付けの始まりを示し、且つ、シェルウェブ及び組立ウェブのそれぞれの繊維の向きを示す、同じく略図であるが横方向の斜視図である。 これらの交差したウェブ、シェルの軸方向繊維に重なり合うウェブの組立繊維、及び連接棒の連接端部の２つの平壁上に配向されて適用された前述のプライを示す、図７と同様の部分的な分解組立略図である。 シェルのウェブと２つの交差した組立ウェブとの間に位置決めされた減衰層を組み込む、組立て中の本発明による連接棒を示す、図９に類似した軸方向断面略図である。 図１２の平面ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩに沿った、組立て中のこの連接棒の断面略図である。 ２つの交差組立層の間のみに減衰層を組み込む、図１３に代わる本発明による別の連接棒の断面略図である。

図１から３に特に示されるように、本発明による連接棒１が、互いに接触して組み立てられる２つのシェル３及び４、並びにそのそれぞれに取り付けられる２つの連接ピン（不可視）を介して連接棒１を隣接構造に連接するように設計された２つの連接端部５及び６を有する、凸状本体２を含む。各連接端部５、６は、２つの平行な平壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂを有するヨークを形成し、これらの平壁は、連接棒１の対称軸Ｘ’Ｘの両側に離間され、また、これらの平壁には、連接軸のうちの１つを受け入れるように設計された２つの対面した開口部５ｃ、６ｃが開けられる。

図４は、図１から３に見られる２つの平坦な端壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂを得るために各シェル３、４の２つの端部３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂを整形する前の、本発明のこの連接棒１を製造するために使用されるシェル３並びに４の２つのプロファイルドブランク３’及び４’を示す。これら２つのブランク３’及び４’は、それぞれ図５に示されるような主として一方向性のウェブ７の連続的整形／形成方法から得られる同一の半円筒形幾何形状を有する。

この図５は、この目的のための、長手方向において連続繊維７ａ（例えば、炭素繊維）のベースを含み且つ熱可塑性シェル母材７ｂ（例えば、ＰＥＥＫ又はＰＰＳ）が含浸されたｎ＝３の一方向性の平坦なシェルウェブ７の、これらのウェブ７を受け入れ且つ巻き戻す３つのコイル９からコンフォーマ８内への推移と、その次の、これらのウェブ７が同時に固められた半円筒形シェルのブランク３’及び４’を得るための、乾燥デバイス１０を使用したこれらのウェブ７の連続的な熱成形とを示す（ウェブ７の構造は、図７に見られる）。この整形は、この母材７ｂの溶解のために、また、繊維７ａを正しい位置に保つために、約３００℃の温度で行われる。

図６は、デバイス１０の下流で得られた各ブランク３’並びに４’の２つの端部３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂを圧縮成形を介して形成するための本発明による一実例を示す（この端部３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂの形成にスタンピング又は熱成形が使用され得ることも定められている）。整形を可能にするために、ブランク３’、４’のこれらの２つの端部３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂの予熱が事前に行われ、次いで、Ａに（図４の頂点平面ＶＩ−ＶＩに沿った平坦な軸方向断面に）示されるように、プロファイルドブランク３’、４’は、型１１に挿入される。次いで、決定された圧力をそれらに印加することによりこれらの端部３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂを形成することができる鍵型１１ｂがその内面に備えられた型１１の上部壁１１ａが閉じられ（ステップＢ）、そして上部壁１１ａを開いてブランク３’、４’を取り出すことにより（ステップＣ）、その２つの端部３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂのそれぞれに、平壁５ａ及び６ａ、５ｂ及び６ｂを得ることが可能になる。

したがって、平坦な端壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂを有して得られるシェル３、４の各ブランク３’、４’は、本体２にわたってまたこれらの端壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂにわたって連続的に延在する軸方向に一方向性のシェルウェブ７から形成される。

図７に示されるように、各ブランク３’、４’の端部３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂのためのこの整形作業は、さらに、各平坦な端壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂの２つの外面及び内面上に配向された補強プライ１２を適用するステップと、２つの隣接構造への連接棒１の連接を提供する連接ピンを内設するために、各壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂの５ｃ、６ｃにおける穿孔のためのインサート（図示せず）を任意選択でさらに適用するステップとを含む。これらのプライ１２はそれぞれ、配向された繊維１２ａを含むファブリック又は一方向性の繊維で構成することができ、どちらの場合でも、配向された繊維１２ａは、各端壁５ａ並びに５ｂ、６ａ並びに６ｂの上及び下に適用されると、これらの配向された繊維１２ａが覆う各壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂの軸方向に一方向性の繊維７ａと約９０°の角度を形成する（しかしながら、図７の実例では、プライ１２は、９０°で配向された繊維１２ａに加えて軸方向の繊維１２ｂを含む）。

シェル３並びに４の端壁５ａ並びに５ｂ、６ａ並びに６ｂ上へのプライ１２及び任意のインサートの追加は、有利には各シェル３、４の本体２を構成する軸方向繊維７ａの全てを保持しながら行われるべきであることが、留意されるであろう。

最後に、図８から１０に示されるように、２つのシェル３及び４は、まず、一方のシェルの２つの長手方向縁部３Ａが他方のシェルの長手方向縁部４Ａに対してこれらの縁部３Ａ及び４Ａの直接の延長部分において正確に当てられるように、位置決めされる。次いで、そのようにしてマンドレル１３上に位置決めされたシェル３及び４は、例えば２つの交差した組立ウェブ１４及び１５による「テーピング」を介して締め付けられるが、これらの組立ウェブ１４及び１５はそれぞれ、シェルの熱可塑性母材７ｂに由来する又はそれに適合する同一の熱可塑性母材１４ｂ及び１５ｂ（例えば、シェル母材７ｂのように、ＰＥＥＫ又はＰＰＳのベースを含む）が含浸された一方向性繊維１４ａ及び１５ａ（例えば、シェル繊維７ａのような炭素繊維）で構成される。

そのために、軸Ｘ−Ｘに対して主として角度α及び−αだけ傾けられた繊維１４ａ及び１５ａを含む組立ウェブ１４及び１５は、シェル３及び４のそれぞれの本体２の周りに本体２に沿って（即ち、図９及び１０に見られるように、シェル３並びに４の端壁５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂにではなく）螺旋状に巻回されるが、それと同時に、熱可塑性母材７ｂ、１４ｂ、１５ｂの溶融及び全体の結合を確実にするのに適した加熱手段１６ａ及び１６ｂを使用して、シェルウェブ７上に巻回されている組立ウェブ１４及び１５が局所的に加熱される（図８参照）。反対に、組立ウェブ１４及び１５の巻回中にシェルウェブ７を加熱することを選択することも可能であり、要点としては、ウェブとの接触に入る領域の側の少なくとも１つにおいて溶融限界で熱反応性にすることである。

図１２及び１３に示されるように、シェルウェブ７の径方向外側に、且つ、２つの組立ウェブ１４及び１５の径方向内側に、径方向の衝撃（矢印Ｉ参照）を減衰するための中間層２０を挿入することが可能であり、また有利には、そうした衝撃を受けた連接棒１’の損傷の程度を証明することが可能である。

或いは、図１４に示されるように、その代わりに、２つの組立ウェブ１４及び１５の間に径方向にそのような中間径方向衝撃減衰層２０’（やはり矢印Ｉを参照）を挿入することを選択することが可能であり、また有利には、そうした衝撃を受けた連接棒１”の損傷の程度を証明することが可能である。

この組立ウェブ１４及び１５の巻回は、有利には、張力下又は圧力下でストリップを取り付けるための例えばローラ型の手段１７によりウェブ１４及び１５がこれらの角度α及び−α（例えば絶対値で３０°から９０°の間の含まれる）でシェル３及び４のウェブ７上に張力下で取り付けられるのと同時に、２つのシェル３及び４で覆われたマンドレル１３をこのマンドレル１３の２つの端部に固定された回転駆動手段（図示せず）によりその回転軸（シェル３及び４の対称軸Ｘ−Ｘ’と結合される）の周りで回転させることによって行われる。

これらの局所加熱手段１６ａ及び１６ｂは、例えば、熱風吹込み手段、ホット・エア・ガン、赤外領域で発光する手段、又はレーザ放射で構成することができ、組立ウェブ１４及び１５のための予熱手段１８の下流に配置することができる。これらの手段１６ａ、１６ｂ、１８は図８の実例としてのみ示されたものであり、また図８は対流（矢印Ｄ）及び放射（矢印Ｅ）による放熱をさらに示すことが、留意されるであろう。

最後に、この組立ての終わりには、交差した組立繊維１４ａ及び１５ａで覆われた軸方向シェル繊維７ａを含む本体２と、配向補強プライ１２で覆われたやはり軸方向のシェル繊維７ａを含む連接端部５及び６とを有して、図１１の分解組立図に示された連接棒１が得られる。

先に示されたように、力の偏向に関して最適化された本発明による連接棒１は質量の節減をもたらすことが留意されるであろう。

Claims (17)

1. 長手方向対称軸（Ｘ’Ｘ）の周りで基本的に凸状の細長い本体（２）と、隣接構造に連接するための２つの連接端部（５及び６）とを備え、且つ、前記構造によってもたらされる主として軸方向の力に対応するのに適した複合構造の連接棒（１、１’、１”）であり、２つの長手方向縁部（３Ａ及び４Ａ）を有する２つのシェル（３及び４）を含み、前記２つのシェル（３及び４）が、前記本体の位置における前記縁部において互いに組み立てられ、前記２つのシェル（３及び４）がそれぞれ、前記対称軸に対して主として平行であり且つ熱可塑性シェル母材（７ｂ）が含浸された連続的なシェル繊維（７ａ）を含む少なくとも１つのシェルウェブ（７）をベースとする、連接棒（１、１’、１”）であって、前記本体の位置において前記シェルに沿って前記シェル上に巻回される少なくとも１つの組立ウェブ（１４、１５）を含む、前記シェルのための組立手段（１４及び１５）を組み込み、前記組立ウェブが、前記対称軸に対して主として角度±αだけ傾けられ且つ前記シェル母材と接触して溶融される熱可塑性組立母材（１４ｂ、１５ｂ）が含浸された組立繊維（１４ａ、１５ａ）を含む、連接棒（１、１’、１”）。
2. 各シェル（３、４）が、前記本体（２）において実質的に半円筒形又は半円錐台形の凸状外面を有し、且つ、他方のシェル（４）の縁部（４Ａ）によるシェル（３）の１つの縁部（３Ａ）の相互の横方向の重複なしにその延長部分において他方のシェル（４、３）の長手方向縁部に接触して組み立てられるその２つの長手方向縁部（３Ａ、４Ａ）を有する、請求項１に記載の連接棒（１、１’、１”）。
3. 前記シェル（３及び４）の前記組立手段（１４、１５）が、主として一方向性であり且つ対照的な角度α及び−αで実質的に螺旋状に巻回される前記組立ウェブ（１４及び１５）の少なくとも１つの対を含み、前記組立ウェブが、互いに重複して、やはり主として一方向性である前記シェルのウェブ（７）をしっかりと包囲する、請求項１又は２に記載の連接棒（１、１’、１”）。
4. 前記連接棒の前記連接端部（５、６）のそれぞれが、前記長手方向縁部（３Ａ及び４Ａ）を含む前記連接棒の中間長手方向平面の両側に前記２つのシェル（３及び４）と一体にそれぞれ形成された平坦で平行した２つの連接壁（５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂ）であって、前記対応する構造に連接するための連接ピンが通されるように設計された対面した開口部（５ｃ、６ｃ）をそれぞれが備える２つの連接壁（５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂ）と、少なくとも部分的に前記対称軸（Ｘ’Ｘ）に対して実質的に垂直に配向されて各連接端部においてこれらの２つの壁の前記シェル繊維（７ａ）を直接覆う端部繊維（１２ａ）を含む補強プライ（１２）とを有する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）。
5. ファブリックタイプ、エンブロイダリタイプ、又は一方向性タイプのプライである前記補強プライ（１２）が、各連接端部（５、６）において、前記２つの連接壁（５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂ）のそれぞれの外面及び／又はそれぞれの内面を覆う、請求項４に記載の連接棒（１、１’、１”）。
6. 前記シェルウェブ（７）、及び前記少なくとも１つの組立ウェブ（１４、１５）が、同一の材料又は化学的に適合する材料から作られ、前記熱可塑性組立母材（１４ｂ、１５ｂ）が、前記熱可塑性シェル母材（７ｂ）と接触して溶融される、請求項１から５までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）。
7. 前記熱可塑性シェル母材（７ｂ）、及び前記熱可塑性組立母材（１４ｂ、１５ｂ）が、ポリオレフィン、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリルイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレン・スルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテル・スルホン（ＰＤＦ）、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）、及びそれらのアロイから成る群から選択された少なくとも１種のポリマーをベースとする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）。
8. 前記本体が、各シェル（３、４）のための前記少なくとも１つのシェルウェブ（７）と前記少なくとも１つの組立ウェブ（１４、１５）との間に径方向に、又は、前記組立ウェブ（１４及び１５）の間に径方向に、前記衝撃からのエネルギーを吸収及び分散することが可能な材料から作られた少なくとも１つの中間減衰及び衝撃（Ｉ）分散層（２０、２０’）をさらに含む、請求項１から７までのいずれか一項に記載の連接棒（１’、１”）。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）を少なくとも１つ含む、航空機用の天井構造又は床構造。
10. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法であって、
    ａ）前記熱可塑性シェル母材（７ｂ）が含浸された連続繊維（７ａ）をベースとする主として一方向性の平坦なｎ個のシェルウェブ（７）（ｎは整数≧２）を、前記ウェブをコンフォーマ（８）に向けて巻き戻すｎ個のコイル（９）から連続的に構成するステップと、
    ｂ）前記シェルウェブの圧密を含む延伸により前記シェルウェブを連続的に熱成形して、凸状外面を有するシェル（３及び４）のプロファイルドブランク（３’及び４’）を得るステップと、
    ｃ）加熱に続いて各プロファイルドシェルブランクの前記２つの端部（３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂ）を整形して、前記構造に連接するための２つのそれぞれの平壁（５ａ及び６ａ、５ｂ及び６ｂ）をその両端に有する各シェル（３、４）を得るステップと、
    ｄ）組み立てられる各連接棒につき、前記連接棒本体（２）を形成するように一方のシェル（３）の前記長手方向縁部（３Ａ）を他方のシェル（４）の前記長手方向縁部（４Ａ）に接触させて位置決めし、且つ、前記連接棒の各端部（５、６）において互いに平行し且つ離間した前記２つの平坦な連接壁（５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂ）を有して、前記２つのシェル（３及び４）を組み立てるステップであって、前記組立てが、
    −前記組立繊維（１４ａ、１５ａ）を前記対称軸（Ｘ’Ｘ）に対して角度±αだけ傾けることにより、前記少なくとも１つの組立ウェブ（１４、１５）を前記本体の位置において前記シェルに沿って前記シェル上に巻回すること、及び、
    −前記シェルウェブ（７）上に巻かれた前記組立ウェブを、又は前記シェルウェブだけを、或いは前記シェルウェブと同時に前記少なくとも１つの組立ウェブを同時局所加熱すること
    によって行われるステップと、
    を含む、連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。
11. ステップｃ）において、各プロファイルドシェルブランク（３’、４’）の前記２つの端部（３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂ）の整形が、圧縮成形、スタンピング、又は熱成形によって行われる、請求項１０に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。
12. ステップｃ）が、少なくとも部分的に前記対称軸（Ｘ’Ｘ）に対して実質的に垂直に配向された端部繊維（１２ａ）を含むファブリックタイプ、エンブロイダリタイプ、又は一方向性タイプのプライである補強プライ（１２）を各シェルブランク（３’、４’）のそれぞれの端部（３ａ及び３ｂ、４ａ及び４ｂ）の前記平壁（５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂ）上に適用するステップをさらに含み、前記繊維が、したがって、ステップｄ）において得られる前記連接棒の各連接端部（５、６）において離間された前記２つの連接壁（５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂ）の上及び／又は下で前記シェル繊維（７ａ）を直接覆うように配向される、請求項１０又は１１に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。
13. ステップｃ）が、１つの前記構造を固定するようにそれぞれ設計された連接ピンの組立てのために、各プロファイルドブランク（３’、４’）の各端部（３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）において、前記２つの連接壁（５ａ及び５ｂ、６ａ及び６ｂ）を通して開口部（５ｃ、６ｃ）を開けるステップをさらに含む、請求項１０から１２までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。
14. ステップｄ）において、前記少なくとも１つの組立ウェブ（１４、１５）を各連接棒の前記シェル（３及び４）に沿って前記シェル（３及び４）上に巻回するステップが、マンドレル（１３）の周りで互いに真向かいに位置決めされた前記２つのシェルを回転駆動させることによって行われる、請求項１０から１３までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。
15. ステップａ）における前記シェルウェブ（７）及びステップｄ）における前記少なくとも１つの組立ウェブ（１４、１５）のそれぞれの熱可塑性母材に対して、同一の又は化学的に適合性のある材料が使用され、熱溶接のように前記組立母材（１４ｂ、１５ｂ）を前記シェル母材（７ｂ）上で再溶融することにより、前記ステップｄ）において組立てが行われる、請求項１０から１４までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。
16. −ステップａ）における前記熱可塑性シェル母材（７ｂ）に対して、また、ステップｄ）における前記熱可塑性組立母材（１４ｂ、１５ｂ）に対して、ポリオレフィン、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリルイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレン・スルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリルエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテル・スルホン（ＰＤＦ）、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）、及びそれらのアロイから成る群から選択された少なくとも１種のポリマーをベースとする材料を使用する、請求項１０から１５までのいずれか一項に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。
17. ｅ）前記シェルウェブ（７）と前記少なくとも１つの組立ウェブ（１４、１５）との間に径方向に、又は、前記組立ウェブ（１４及び１５）の間に径方向に少なくとも１つの中間減衰及び衝撃分散層（２０、２０’）を間置するステップであって、前記中間減衰及び衝撃分散層（２０、２０’）が、前記衝撃により前記連接棒（１’、１”）に伝達されるエネルギーを吸収及び分散することが可能な材料から作られ、且つ、前記連接棒を交換することができるように、前記層の深さ及び／又は幅を測定することにより、前記衝撃を受けた前記連接棒の損傷の程度を証明することが可能であるステップ
    をさらに含む、請求項８に従属する請求項１０に記載の連接棒（１、１’、１”）を製造するための方法。

Images