JP6505997B2

JP6505997B2 - 幾何学形状充填材要素を有するラミネート複合角部充填材およびそれを形成する方法

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Description

本開示は、概して複合構造体および方法に関し、より具体的には、航空機のための構造のような、複合構造体のためのラミネート複合角部充填材、およびそれを形成する方法に関する。

炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材料から構成される構造体のような複合構造体は、それらの高い強度重量比、耐食性および他の好ましい特性に起因して、航空機、宇宙船、回転翼航空機、船舶、自動車、トラック、および他の車両ならびに構造体の製造時を含む、多種多様な用途に使用される場合がある。特に、航空機の構築において、尾部、翼、胴体および他の構成要素を形成するのに複合構造体が使用される場合がある。

複合スキンパネルに接合される補剛材または縦通材などの、複合構造部材がともに接合されるとき、典型的に「角部充填材領域」または「ヌードル領域」と称される間隙または空隙領域が、複合構造部材同士の間の結合線に沿って存在する場合がある。複合材料または接着剤／エポキシ樹脂材料から構成され、概して三角形の断面を有する角部充填材要素または「ヌードル」が、角部充填材領域またはヌードル領域にさらなる構造的補強をもたらすために、そのような領域を充填するのに使用され得る。

角部充填材領域またはヌードル領域を充填するのに使用される角部充填材要素またはヌードルは、ラミネート複合角部充填材の形態であってよい。そのような既知のラミネート複合角部充填材は、積層複合プライから形成されるラミネートから構成され得る。しかしながら、補剛材または縦通材を含む複合構造体に使用されるような、そのような既知のラミネート複合角部充填材の製造の硬化および熱サイクル段階の間に、ラミネート複合角部充填材に剥離または層分離が発生する場合がある。一般的に、そのような剥離はラミネート複合角部充填材の先端付近の上側３分の１の領域において発生し、より大きなラミネート複合角部充填材においてより頻繁に発生する場合がある。そのような剥離は典型的に、ラミネート複合角部充填材に隣接するプライ、すなわちラッププライとラミネート複合角部充填材との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差によって発生する。

そのようなラミネート複合角部充填材の剥離に対処する既知の解決策が存在する。たとえば、１つのそのような既知の解決策は、ラミネート複合角部充填材の剥離が有害でないことを示すことである。しかしながら、そのような既知の解決策は、複合構造体の寿命を通じてすべての環境および荷重条件下で剥離が有害なサイズまで進行することはないと示すことが困難であり得るため、危険性を増す場合がある。

したがって、補剛材および縦通材のような、複合構造体に使用されるラミネート複合角部充填材の剥離の問題を解決することが可能であることが望ましい。したがって、当分野において、既知の要素、アセンブリおよび方法にまさる利点をもたらす改善されたラミネート複合角部充填材およびそれを形成する方法が必要とされている。

改善されたラミネート複合角部充填材およびそれを形成する方法に対するこの必要が満たされる。下記詳細な説明に論じるように、ラミネート複合角部充填材およびそれを形成する方法の実施形態は、既知の要素、アセンブリおよび方法にまさる大きな利点をもたらすことができる。

本開示の一実施形態において、複合構造体のためのラミネート複合角部充填材が提供される。ラミネート複合角部充填材は、積層プライアセンブリを備える。積層プライアセンブリは、所望の幅に切断されており所望のプライ方向を有するラミネート角部充填材プライの複数のスタックを備える。

ラミネート複合角部充填材は、積層プライアセンブリの第１の部分上の所望の位置に位置決めされている幾何学形状充填材要素をさらに備える。幾何学形状充填材要素は、当該幾何学形状充填材要素の上に積層される積層プライアセンブリの第２の部分を変形させ、それによって、積層プライアセンブリの第２の部分のラミネート角部充填材プライは方向を変化させ、水平方向および垂直方向を含む方向の成分を有する。ラミネート複合角部充填材は、実質的に複合構造体の角部充填材領域に対応する形状を有する。

本開示の別の実施形態において、航空機複合アセンブリが提供される。航空機複合アセンブリは、複合構造体を備える。複合構造体は、角部充填材領域、および、角部充填材領域に隣接する複数のラッププライを備える。

航空機複合アセンブリは、実質的に角部充填材領域に対応する形状を有し、角部充填材領域を充填するラミネート複合角部充填材をさらに備える。ラミネート複合角部充填材は、積層プライアセンブリを備える。積層プライアセンブリは、所望の幅に切断されており所望のプライ方向を有するラミネート角部充填材プライの複数のスタックを備える。

ラミネート複合角部充填材は、積層プライアセンブリの第１の部分上の所望の位置に位置決めされている幾何学形状充填材要素をさらに備える。幾何学形状充填材要素は、当該幾何学形状充填材要素の上に積層される積層プライアセンブリの第２の部分を変形させ、それによって、積層プライアセンブリの第２の部分のラミネート角部充填材プライは方向を変化させ、水平方向および垂直方向を含む方向の成分を有する。

本開示の別の実施形態において、複合構造体のためのラミネート複合角部充填材を形成する方法が提供される。本方法は、積層プライアセンブリを形成するために、所望の幅に切断されており所望のプライ方向を有するラミネート角部充填材プライの複数のスタックを組み立てるステップを含む。本方法は、形成装置上に積層プライアセンブリの第１の部分を積層するステップをさらに備える。本方法は、積層プライアセンブリの第１の部分上の所望の位置に幾何学形状充填材要素を位置決めするステップをさらに含む。

本方法は、ラミネート複合角部充填材を形成するために、幾何学形状充填材要素および第１の部分の上に積層プライアセンブリの第２の部分を積層するステップをさらに含む。幾何学形状充填材要素は、第２の部分を変形させ、それによって、第２の部分のラミネート角部充填材プライは方向を変化させ、水平方向および垂直方向を含む方向の成分を有する。本方法は、複合構造体の角部充填材領域内でラミネート複合角部充填材を組み立てるステップをさらに含む。

論述されている特徴、機能、および利点は、本開示の様々な実施形態において独立して達成することができ、または、また別の実施形態においては組み合わされてもよく、そのさらなる詳細は以下の説明および図面から見てとれる。

さらに、本開示は、以下の項による実施形態を含む。

項１：航空機複合アセンブリであって、複合構造体を備え、複合構造体は、角部充填材領域、および、角部充填材領域に隣接する複数のラッププライと、実質的に角部充填材領域に対応する形状を有し、角部充填材領域を充填するラミネート複合角部充填材とを備え、ラミネート複合角部充填材は、積層プライアセンブリであって、所望の幅に切断されており所望のプライ方向を有するラミネート角部充填材プライの複数のスタックを備える、積層プライアセンブリと、積層プライアセンブリの第１の部分上の所望の位置に位置決めされている幾何学形状充填材要素とを備え、幾何学形状充填材要素は、当該幾何学形状充填材要素の上に積層される積層プライアセンブリの第２の部分を変形させ、それによって、積層プライアセンブリの第２の部分のラミネート角部充填材プライは方向を変化させ、水平方向および垂直方向を含む方向の成分を有する、航空機複合アセンブリ。

項２：ラミネート複合角部充填材は、積層プライアセンブリの上部上に位置決めされている先端要素をさらに備え、先端要素は、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、またはそれらの組合せを含む、項１の航空機複合アセンブリ。

項３：ラミネート複合角部充填材は、各々が積層プライアセンブリの１つまたは複数の追加の部分上の所望の位置に位置決めされている１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素をさらに備え、１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素の各々は、それぞれの１つまたは複数の幾何学形状充填材要素の上に積層されている積層プライアセンブリの１つまたは複数のそれぞれの追加の部分をさらに変形させる、項１の航空機複合アセンブリ。

項４：幾何学形状充填材要素は、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、またはそれらの組合せを含む、項１の航空機複合アセンブリ。

項５：幾何学形状充填材要素は、三角形形状、角形状が湾曲した三角形、矢じり形状、角を落とした形状を有する三角形、１つまたは複数の辺が湾曲した形状を有する三角形、角部充填材の形状、および半円形状の１つを含む幾何学形状を有する、項１の航空機複合アセンブリ

項６：第２の部分のラミネート角部充填材プライの方向を変化させることによって、ラミネート複合角部充填材と、ラミネート複合角部充填材に隣接する複数のラッププライとの間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差および層間引張応力が最小限に抑えられ、結果として、ラミネート複合角部充填材において剥離がなくなるか、または剥離が低減する、項１の航空機複合アセンブリ。

本開示は、添付の図面とともに取り上げられる以下の詳細な説明を参照することによってより良く理解することができ、図面は好適な例示的実施形態を示しており、必ずしも原寸に比例してはいない。

本開示のラミネート複合角部充填材の一実施形態に従った１つまたは複数の複合構造体を有する１つまたは複数の複合アセンブリを組み込むことができる航空機の斜視図である。航空機製造およびサービス方法の流れ図である。航空機のブロック図である。本開示のラミネート複合角部充填材の一実施形態を示す複合アセンブリのブロック図である。本開示のラミネート複合角部充填材の一実施形態を充填した角部充填材領域を有するＴ字型補剛材の形態の複合構造体の斜視図である。複合アセンブリ内の図４Ａのラミネート複合角部充填材の拡大部分正面断面図である。先端要素および１つの幾何学形状充填材要素を有する本開示のラミネート複合角部充填材の１つの実施形態の拡大正面断面図である。先端要素および２つの幾何学形状充填材要素を有する本開示のラミネート複合角部充填材のもう１つの実施形態の拡大正面断面図である。先端要素がなく２つの幾何学形状充填材要素を有する本開示のラミネート複合角部充填材のもう１つの実施形態の拡大正面断面図である。本開示の方法の例示的な実施形態の流れ図である。

ここで、以下、すべてではないが本発明のいくつかの実施形態を図示する添付の図面を参照して、本発明をより十分に説明する。実際、いくつかの異なる実施形態が提供されてもよく、本明細書に記載する実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が詳細なものになり、本開示の範囲を当業者に十分に伝達することになるように提供される。

ここで図面を参照すると、図１は、１つまたは複数の複合構造体２８を有する１つまたは複数の複合アセンブリ２６を組み込むことができる航空機１０の斜視図を示す。複合構造体２８（図１参照）は、たとえば、本開示の方法１５０（図８参照）の１つまたは複数の実施形態によって形成される、ラミネート複合角部充填材７０ａ（図５参照）、ラミネート複合角部充填材７０ｂ（図６参照）、またはラミネート複合角部充填材７０ｃ（図７参照）のような、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ａ〜図４Ｂ、図５〜図７参照）の一実施形態を組み込むことができる。

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つまたは複数の推進装置２０と、垂直尾翼部２２と、水平尾翼部２４とを備える。図１に示す航空機１０は、概して、１つまたは複数の複合構造体２８を有する１つまたは複数の複合アセンブリ２６を有する民間旅客機を表す。しかしながら、開示される実施形態の教示は、他の旅客機、貨物航空機、軍用機、回転翼航空機、および他のタイプの航空機または空中車両、ならびに、航空宇宙機、衛星、宇宙打ち上げ機、ロケット、および他の航空宇宙機、ならびに、ボートおよび他の船舶、列車、自動車、トラック、バス、または、本開示の方法１５０（図８参照）の１つまたは複数の実施形態によって作成されるラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ａ〜図４Ｂ、図５〜図７参照）の一実施形態を組み込むことができる１つまたは複数の複合構造体２８を有する１つまたは複数の複合アセンブリ２６を有する他の適切な構造に適用されてもよい。

図２Ａは、航空機製造およびサービス方法３０の流れ図を示す。図２Ｂは、航空機５０のブロック図を示す。図２Ａ〜図２Ｂを参照して、本開示の実施形態は、図２Ａに示すような航空機製造およびサービス方法３０、および、図２Ｂに示すような航空機５０に関連して説明され得る。製造前の間に、例示的な航空機製造およびサービス方法３０は、航空機５０の仕様および設計３２ならびに材料調達３４を含み得る。製造中、構成要素および部分組立品の製造３６、ならびに航空機５０のシステム統合３８が行われる。その後、航空機５０が就航中４２におかれるために認証および搬送４０を受け得る。顧客による就航中４２、航空機５０は日常整備および保守点検４４についてスケジュールされ得、これは、修正、再構成、改修、および他の適切なサービスをも含み得る。

航空機製造およびサービス方法３０のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、および／または運用者（たとえば、顧客）によって実行または実施され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定ではないが、任意の数の航空機製造者および主要システム下請業者を含み得、第三者は、限定ではないが、任意の数の販売元、下請業者、および供給業者を含み得、運用者は、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織および他の適切な運用者であり得る。

図２Ｂに示すように、例示的な航空機製造およびサービス方法３０によって製造される航空機５０は、複数の高レベルシステム５４を有する機体５２と、内部５６とを含み得る。複数の高レベルシステム５４の例は、推進システム５８、電気システム６０、油圧システム６２、および環境システム６４のうちの１つまたは複数を含んでもよい。任意の数の他のシステムも含まれてもよい。航空宇宙産業の例を図示しているが、本発明の原理は、自動車産業のような、他の産業に適用され得る。

本明細書において具現化されている方法およびシステムは、製造およびサービス方法３０の段階のうちのいずれか１つまたは複数の間に採用され得る。たとえば、構成要素および部分組立品の製造３６に対応する構成要素または部分組立品は、航空機５０の就航中４２に製造される構成要素または部分組立品と同様に作製または製造され得る。また、１つまたは複数の装置実施形態、方法実施形態、またはそれらの組合せは、たとえば、航空機５０の組立てを大幅に促進しまたはその費用を低減することによって、構成要素および部分組立品の製造３６ならびにシステム統合３８の間に利用されてもよい。同様に、装置実施形態、方法実施形態、またはそれらの組合せの１つまたは複数は、非制限的な例として、日常整備および保守点検４４のために航空機５０の就航中４２に利用されてもよい。

本開示の一実施形態において、複合アセンブリ２６（図３、図４Ｂ参照）内の複合構造体２８（図３、図４Ａ〜図４Ｂ参照）の角部充填材領域７２（図３、図４Ａ〜図４Ｂ参照）、すなわち、「ヌードル領域」を充填するためのラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ａ〜図４Ｂ、図５〜図７参照）、すなわち、「ヌードル」が提供される。図３は、本開示のラミネート複合角部充填材７０の一実施形態を示す航空機複合アセンブリ２６ａのような複合アセンブリ２６のブロック図を示す。

図３に示すように、複合アセンブリ２６は、角部充填材領域７２を有する複合構造体２８を備える。図３にさらに示すように、複合構造体２８は、複合構造体２８のラッププライ８４ａ、ラッププライ８４ｂおよびラッププライ９２ａに隣接するラミネート複合角部充填材７０を備える。

図４Ａは、本開示のラミネート複合角部充填材７０の一実施形態を充填した角部充填材領域７２を有するＴ字型補剛材７６の形態のような複合構造体２８の斜視図を示す。図４Ｂは、航空機複合アセンブリ２６ａのような複合アセンブリ２６の図４Ａのラミネート複合角部充填材７０の拡大部分正面断面図を示す。図４Ｂに示すように、ラミネート複合角部充填材７０ａの形態のようなラミネート複合角部充填材７０は、好ましくは、複合構造体２８の角部充填材領域７２のサイズおよび形状に実質的に対応する構成７４を有する。

図４Ａに示すように、Ｔ字型補剛材７６の形態のような複合構造体２８は、垂直ウェブ７８と、水平フランジ８０と、ラミネート複合角部充填材７０を角部向きに囲むフランジ−ウェブ遷移部８２とを備える。垂直ウェブ７８（図４Ａ〜図４Ｂ参照）および水平フランジ８０（図４Ａ〜図４Ｂ参照）は、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ａ〜図４Ｂ参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図３、図４Ｂ参照）のような積層複合プライ８４（図４Ａ〜図４Ｂ参照）を備える。ラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ参照）は、好ましくは、垂直方向１１８ｂ（図４Ｂ参照）または実質的に垂直な方向に延在する角部向き８６（図４Ｂ参照）を有する。図４Ａにさらに示すように、Ｔ字型補剛材７６の水平フランジ８０は、界面８８、たとえば、スキン−補剛材界面において１つまたは複数のベースラミネート９０および／またはスキンパネル９６に接合され得る。

図４Ｂに示すように、１つまたは複数のベースラミネート９０は、ラミネート複合角部充填材７０に隣接する、ラッププライ９２ａの形態のような積層複合ベースプライ９２を備え得る。ラッププライ９２ａ（図３、図４Ｂ参照）は、好ましくは、水平方向１１８ａ（図４Ｂ参照）に延在する角部向き９４（図４Ｂ、図５〜図７参照）を有する。図４Ｂにさらに示すように、航空機複合アセンブリ２６ａの形態のような複合アセンブリ２６は、スパー９８によって囲まれているラミネート複合角部充填材７０を示す。

図３、図４Ｂに示すように、ラミネート複合角部充填材７０は、幾何学形状１０２を有する幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ参照）と、任意選択の先端要素１０４と、基部１０６ａ、１０６ｂ（図４Ｂ参照）と、上部１０６ｃ（図４Ｂ参照）と、積層プライアセンブリ１０８とを備える。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）には、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）内に位置決めされている１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を組み込むことができる。

ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、下記により詳細に説明するように、非制限的に、引抜成形、押出成形、手作業の積層、自動積層、または任意の他の適切な形成工程を含む任意の適切な手段によって複合材料から形成されてもよい。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、最初に、積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を形成することによって形成することができる。図３に示すように、積層プライアセンブリ１０８は、好ましくは、所望の幅１３２に切断されており、所望のプライ方向１３４を有する、ラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図４Ｂも参照）、１１０ｂ（図４Ｂも参照）、１１０ｃ（図６も参照）、および／または１１０ｄ（図７も参照）の複数のスタック１１０（図４Ｂ、図５〜図７も参照）を備える。

所望の幅１３２（図３参照）は大きい幅から小さい幅へと選択することができ、最終的に形成されるラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ参照）の角部１１４（図４Ｂ参照）のサイズおよび形状に一致するように選択することができる。所望のプライ方向１３４（図３参照）は、所望の任意のプライ方向に調節することができる。たとえば、所望のプライ方向１３４は、非制限的に、＋４５度／−４５度、＋５０度／−５０度、０度、９０度、または他の適切なプライ方向のようなプライ方向を含んでもよい。例として、本明細書において使用される場合、「＋４５度」とは、プライが時計回りに４５度回転されることを意味し、「−４５度」とは、プライが反時計回りに４５度回転されることを意味する。積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ参照）に対する所望のプライ方向１３４（図３参照）の選択は、囲んでいるラッププライ８４ａ、８４ｂ、９２ａ（図３、図４Ｂ参照）の剛性に対するラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ参照）の所望の剛性によって決まる。

図３、図４Ｂに示すように、積層プライアセンブリ１０８は、好ましくは、第１の部分１０８ａおよび第２の部分１０８ｂを備える。２つ以上の幾何学形状充填材要素１００（図６、図７参照）がラミネート複合角部充填材７０内に形成される場合（図６、図７参照）、１つまたは複数の追加の部分１０８ｃ（図６参照）、追加の部分１０８ｄ（図７参照）、または他の追加の部分が、第２の部分１０８ｂ（図５〜図７参照）から形成されてもよい。

ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ参照）の積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ参照）は、複合構造体２８（図３、図４Ｂ参照）、スパー９８（図４Ｂ参照）、ベースラミネート９０（図４Ｂ参照）およびスキンパネル９６（図４Ｂ参照）のような、複合アセンブリ２６（図３、図４Ｂ参照）の構成要素を形成するのに使用される同じまたは同様の樹脂および繊維材料から作成されてもよい。たとえば、積層複合プライ８４、積層複合ベースプライ９２、ならびに、ラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図４Ｂ参照）、１１０ｂ（図４Ｂ参照）、１１０ｃ（図６参照）、および／または１１０ｄ（図７参照）の複数のスタック１１０（図３参照）は、たとえば、プリプレグ材料のような、マトリクス材に囲まれ、その中で支持される強化材料から形成されてもよい。

強化材料は、ガラスまたは炭素繊維、グラファイト、芳香族ポリアミド繊維、ガラス繊維、または他の適切な強化材料のような高強度繊維を含んでもよい。マトリクス材は、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クス材のような、様々なポリマーまたは樹脂材料を含んでもよい。本明細書において使用される場合、「プリプレグ」とは、未硬化または部分硬化樹脂を含浸した織物もしくは編み物または布状テープ材料、たとえば、ガラス繊維または炭素繊維を意味し、これは、所望の形状に形成され、その後、たとえば、オーブンもしくはオートクレーブまたは他の加熱手段内で熱を加えることによって「硬化」されて樹脂を固くして、強く剛性の繊維強化構造にするのに十分に可撓性である。

積層複合プライ８４、積層複合ベースプライ９２、ならびに、ラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図４Ｂ参照）、１１０ｂ（図４Ｂ参照）、１１０ｃ（図６参照）、および／または１１０ｄ（図７参照）の複数のスタック１１０（図３参照）は、プリプレグ一方向テープ、一方向繊維テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、もしくは他のタイプのテープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、もしくは他の適切なファブリック、それらのテープもしくはファブリックの組合せ、または他の適切な複合材料の形態であってもよい。

方法１５０に関連して下記により詳細に説明するように、積層プライアセンブリ１０８（図３参照）の第１の部分１０８ａ（図３参照）は、好ましくは、零度（０°）のプライ方向を有する少なくとも１つのプライを有する３つまたは４つのプライを備えてもよい。積層プライアセンブリ１０８（図３参照）を形成するのに自動積層工程が使用される場合、ラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図４Ｂ参照）、１１０ｂ（図４Ｂ参照）、１１０ｃ（図６参照）、および／または１１０ｄ（図７参照）を含む複数のスタック１１０は、任意の所望のプライ方向１３４（図３参照）において単一のプライによって積層されてもよい。

図３、図４Ｂ、図５〜図６にさらに示すように、ラミネート複合角部充填材７０は任意選択的に、先端要素１０４を備えてもよい。先端要素１０４（図３、図４Ｂ、図５〜図６参照）は、好ましくは、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、それらの組合せ、または他の適切な繊維材料から構成される。

先端要素１０４（図３、図４Ｂ、図５〜図６参照）は、好ましくは、実質的な矢じり構成１０５ａ（図５参照）、多三角形構成１０５ｂ（図６参照）、または他の適切な構成の１つを含む構成１０５（図４Ｂ、図５〜図６参照）を有する。図５に示すように、先端要素１０４ａの形態のような先端要素１０４は、積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂの上部１２２のような、積層プライアセンブリ１０８の上部１２２上に位置決めされている。図５にさらに示すように、先端要素１０４ａは、実質的な矢じり構成１０５ａの形態の構成１０５を有する。

図６に示すように、先端要素１０４ｂの形態のような先端要素１０４は、積層プライアセンブリ１０８の追加の部分１０８ｃの上部１２２のような、積層プライアセンブリ１０８の上部１２２上に位置決めされている。図６にさらに示すように、先端要素１０４ｂは、多三角形構成１０５ｂの形態の構成１０５を有する。

図３、図４Ｂ、図５〜図７にさらに示すように、ラミネート複合角部充填材７０は、積層プライアセンブリ１０８の第１の部分１０８ａ（図５〜図７参照）上の所望の位置１２０（図５〜図７参照）に位置決めされている、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００を備える。図５に示すように、一実施形態において、積層プライアセンブリ１０８の第１の部分１０８ａ上の所望の位置１２０は、好ましくは、第１の部分１０８ａ上の中央位置１２０ａまたは実質的な中央位置である。しかしながら、他の適切な所望の位置も選択されてもよい。ラミネート複合角部充填材内の剥離またはクラック形成は典型的に、ラミネート複合角部充填材の上側２分の１の部分または上側３分の１の部分のような上側部分で始まり得るため、好ましくは、１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ、図５〜図７参照）は、ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５〜図７参照）の上側２分の１の部分または上側３分の１の部分のような上側部分に位置決めされるか、または位置する。

加えて、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５〜図７参照）の上側２分の１の部分または上側３分の１の部分のような上側部分内の積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ、図５〜図７参照）の第２の部分１０８ｂ（図４Ｂ、図５〜図７参照）は、１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ、図５〜図７参照）によって変形または成形される。１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ、図５〜図７参照）は、好ましくは、それぞれの幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ、図５〜図７参照）の上に積層される、積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ、図５〜図７参照）の、第２の部分１０８ｂ（図４Ｂ、図５〜図７参照）、および、任意の追加の部分１０８ｃ（図６参照）、１０８ｄ（図７参照）を変形または屈曲させる。この変形によって、積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ、図５参照）の第２の部分１０８ｂ（図４Ｂ、図５〜図７参照）、および任意の追加の部分１０８ｃ（図６参照）、１０８ｄ（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図４Ｂ、図５〜図７参照）、１１０ｃ（図６参照）、および／または１１０ｄ（図７参照）が屈曲して方向を変化させ、水平方向１１８ａ（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）および垂直方向１１８ｂ（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を含む方向１１６（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の成分を有するようになり、それによって、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ参照）の垂直方向１１８ｂ（図４Ｂ参照）に実質的に一致するようになる。本明細書において使用される場合、「水平方向」とは、水平または実質的に水平で、地表面に平行または実質的に平行であり、垂直方向に垂直または実質的に垂直な方向を意味する。本明細書において使用される場合、「垂直方向」とは、垂直または実質的に垂直で、水平方向に垂直もしくは直角または実質的に垂直もしくは直角な方向を意味する。

図３に示すように、ラミネート複合角部充填材７０は、追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６も参照）、もしくは追加の幾何学形状充填材要素１００ｃ（図７も参照）、または他の適切な追加の幾何学形状充填材要素１００のような、１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００をさらに備えてもよい。図６に示すように、追加の幾何学形状充填材要素１００ｂは、好ましくは、第２の部分１０８ｂ上で、かつ追加の部分１０８ｃの中および下の所望の位置１２４に位置決めされる。図７に示すように、追加の幾何学形状充填材要素１００ｃは、好ましくは、第２の部分１０８ｂ上で、かつ追加の部分１０８ｄの中および下の所望の位置１２６に位置決めされる。

幾何学形状充填材要素１００、１００ａ（図３参照）および任意の追加の幾何学形状充填材要素１００、１００ｂ、１００ｃ（図３参照）は各々、好ましくは、複数の一方向繊維１０１（図３参照）、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、それらの組合せ、または他の適切な繊維材料から構成される。一方向繊維１０１（図３参照）は、好ましくは、実質的に複合構造体２８（図４Ａ参照）の長さに沿って延在する。

一実施形態において、幾何学形状充填材要素１００、１００ａ（図３参照）および任意の追加の幾何学形状充填材要素１００、１００ｂ、１００ｃ（図３参照）は、零度（０°）のプライ方向を有する引抜成形一方向繊維１０１ａ（図３参照）を含んでよい。好ましくは、引抜成形一方向繊維１０１ａ（図３参照）は、下記により詳細に説明するような、引抜成形工程および引抜成形装置１３０（図３参照）を使用して形成される。

幾何学形状充填材要素１００、１００ａ（図３参照）および任意の追加の幾何学形状充填材要素１００、１００ｂ、１００ｃ（図３参照）は、好ましくは、各々幾何学形状１０２（図４Ｂ、図５〜図７参照）を有する。幾何学形状１０２（図４Ｂ、図５〜図７参照）は、三角形形状１０２ａ（図４Ｂ、図５参照）、角形状が湾曲した三角形１０２ｂ（図６参照）、矢じり形状１０２ｃ（図７参照）、角を落とした形状を有する三角形（図示せず）、１つまたは複数の辺が湾曲した形状を有する三角形（図示せず）、角部充填材の形状（図示せず）、半円形状（図示せず）、または他の適切な幾何学形状のうち１つを含む。

上述したような、幾何学形状充填材要素１００、１００ａ（図３参照）および任意の追加の幾何学形状充填材要素１００、１００ｂ、１００ｃ（図３参照）の目的は、第２の部分１０８ｂ（図３参照）および任意の追加の部分１０８ｃ、１０８ｄ（図３参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図４Ｂ参照）、１００ｃ（図６参照）、および／または１１０ｄ（図７参照）のそれぞれの方向を変化させて、方向を屈曲および変化させて、水平方向１１８ａ（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）および垂直方向１１８ｂ（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を含む方向１１６の成分を有するようにすることである。

ラミネート複合角部充填材７０の様々な実施形態を図５〜図７に示す。そのような実施形態は限定を意図したものではない。

図５は、本開示のラミネート複合角部充填材７０ａの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０の１つの実施形態の拡大正面断面図を示す。図５に示すラミネート複合角部充填材７０ａは、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、１つの幾何学形状充填材要素１００を有する。第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図５参照）は、好ましくは、三角形形状１０２ａ（図５参照）の形態の幾何学形状１０２（図５参照）を有する。しかしながら、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような幾何学形状充填材要素１００は他の適切な幾何学形状を有してもよい。

図５は、ラミネート複合角部充填材７０ａの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０の基部１０６ａ、１０６ｂおよび上部１０６ｃを示す。図５は、ラッププライ８４ａ、８４ｂの形態のような、積層複合プライ８４、およびラッププライ９２ａの形態のような、ベースラミネート９０の積層複合ベースプライ９２をさらに示す。ラッププライ８４ａ、８４ｂ、およびラッププライ９２ａは、ラミネート複合角部充填材７０ａの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０を囲む。

ラミネート複合角部充填材７０ａ（図５参照）の形態のようなラミネート複合角部充填材７０（図５参照）は、好ましくは、複合構造体２８（図４Ｂ参照）の角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）のサイズおよび形状に実質的に対応する構成７４（図５参照）を有する。図５に示すように、ラミネート複合角部充填材７０の構成７４は実質的に三角形形状である。しかしながら、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）は、他の適切な形状または構成を有してもよい。

図５に示すラミネート複合角部充填材７０ａは、先端要素１０４ａの形態のような、先端要素１０４をさらに有する。先端要素１０４ａ（図５参照）は、実質的に矢じり構成１０５ａ（図５参照）の形態の構成１０５（図５参照）を有する。図５にさらに示すように、先端要素１０４ａは好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０ａのようなラミネート複合角部充填材７０の先端位置１１２に位置決めされる。図５にさらに示すように、先端要素１０４ａは、好ましくは、積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂの上部１２２のような、積層プライアセンブリ１０８の上部１２２上に位置決めされている。

図５は、積層プライアセンブリ１０８の第１の部分１０８ａ上の、中央位置１２０ａまたは実質的な中央位置のような、所望の位置１２０に位置決めされている、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００を示す。しかしながら、第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図５参照）の形態のような、幾何学形状充填材要素１００（図５参照）は、第１の部分１０８ａ（図５参照）上の他の適切な所望の位置１２０（図５参照）に位置決めされてもよい。

図５に示すように、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００は、好ましくは、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの上に積層されている積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂを変形させる。これによって、第２の部分１０８ｂ（図５参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図５参照）の複数のスタック１１０（図５参照）の方向が変化させられる。図５にさらに示すように、ラミネート角部充填材プライ１１０ａは、好ましくは、各々、水平方向１１８ａおよび垂直方向１１８ｂを含む方向１１６の成分を有する。好ましくは、第２の部分１０８ｂ（図５参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図５参照）の方向が変化することによって、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図５参照）との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）が最小限に抑えられる。

本明細書において使用される場合、「熱膨張係数（ＣＴＥ）」とは、材料の温度の変化に応答した材料のサイズおよび体積の変化の測度を意味する。本明細書において使用される場合、「層間引張応力」とは、プライ同士を引き離すまたはそれらを剥離する傾向にある、複数のプライ、たとえば、テープまたはファブリックプライに垂直な応力を意味する。ＣＴＥ１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑えることによって、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）の剥離がなくなるか、または結果として剥離１４０（図３参照）が低減する。そのような剥離は、複合構造体２８（図４Ｂ参照）および／または複合アセンブリ２６（図４Ｂ参照）の製造の硬化および温度サイクル段階の間に発生する熱応力から生じる場合がある。

したがって、ラミネート複合角部充填材７０全体を通じて水平方向１１８ａ（図４Ｂ参照）に積層される代わりに、幾何学形状充填材要素１００（図５参照）の上に積層されるラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図５参照）は、変形または屈曲し始めて、水平方向１１８ａ（図５参照）および垂直方向１１８ｂ（図５参照）を含む方向１１６（図５参照）の成分を有するようになって、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ、図５参照）の垂直方向１１８ｂ（図４Ｂ参照）に一致もしくは実質的に一致するか、またはその方向に従うようになる。

これによって、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図５参照）との間のＣＴＥ１３６（図３参照）の差が最小限に抑えられる。これは、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図５参照）と、ラッププライ８４ａ、８４ｂ（図５参照）とが同じまたは同様の垂直方向を有するためである。加えて、幾何学形状充填材要素１００ａ（図５参照）の上に積層されているラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図５参照）について、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）の第２の部分１０８ｂ（図５参照）の角部向き１１４（図５参照）は、好ましくは、ラッププライ８４ａ、８４ｂ（図５参照）のような積層複合プライ８４（図５参照）の角部向き８６（図５参照）に実質的に一致する。

図６は、本開示のラミネート複合角部充填材７０ｂの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０のもう１つの実施形態の拡大正面断面図を示す。図６に示すラミネート複合角部充填材７０ｂは、第１の幾何学形状充填材要素１００ａおよび追加の幾何学形状充填材要素１００ｂの形態のような、２つの幾何学形状充填材要素１００を有する。第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図６参照）は、好ましくは、三角形形状１０２ａ（図６参照）の形態の幾何学形状１０２（図６参照）を有する。追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）は、好ましくは、角形状が湾曲した三角形１０２ｂ（図６参照）の形態の幾何学形状１０２（図６参照）を有する。しかしながら、第１の幾何学形状充填材要素１００ａおよび追加の幾何学形状充填材要素１００ｂの形態のような幾何学形状充填材要素１００は各々、他の適切な幾何学形状を有してもよい。

図６は、ラミネート複合角部充填材７０ｂの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０の基部１０６ａ、１０６ｂおよび上部１０６ｃを示す。図６は、ラッププライ８４ａ、８４ｂの形態のような積層複合プライ８４、および、ラッププライ９２ａの形態のような、ベースラミネート９０の積層複合ベースプライ９２をさらに示す。図６に示すように、ラッププライ８４ａ、８４ｂおよびラッププライ９２ａは、ラミネート複合角部充填材７０ｂの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０を囲む。

ラミネート複合角部充填材７０ｂ（図６参照）の形態のようなラミネート複合角部充填材７０（図６参照）は、好ましくは、複合構造体２８（図４Ｂ参照）の角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）のサイズおよび形状に実質的に対応する構成７４（図６参照）を有する。図６に示すように、ラミネート複合角部充填材７０の構成７４は実質的に三角形形状である。しかしながら、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）は、他の適切な形状または構成を有してもよい。

図６に示すラミネート複合角部充填材７０ｂは、先端要素１０４ｂの形態のような、先端要素１０４をさらに有する。図６に示すように、先端要素１０４ｂは、多三角形構成１０５ｂの形態の構成１０５を有する。図６にさらに示すように、先端要素１０４ｂは好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０ｂの形態のようなラミネート複合角部充填材７０の先端位置１１２に位置決めされる。図６にさらに示すように、先端要素１０４ｂは、好ましくは、積層プライアセンブリ１０８の追加の部分１０８ｃの上部１２２のような、積層プライアセンブリ１０８の上部１２２上に位置決めされている。先端要素１０４ｂ（図６参照）は、引抜成形工程または他の適切な工程を介して形成されてもよい。ダイが使用される場合、垂直方向１１８ｂ（図６参照）における高さおよび水平方向１１８ａ（図６参照）における幅によって方向付けられるファブリックまたはテープの垂直プライ１２５（図６参照）が、引抜成形される先端要素１０４（図６参照）に加えて、またはその代わりに使用されてもよい。垂直プライ１２５（図６参照）は、好ましくは、ダイ内に置かれることになるラミネート複合角部充填材７０ｂの第１の部分になる。

図６は、積層プライアセンブリ１０８の第１の部分１０８ａ上の、中央位置１２０ａまたは実質的な中央位置のような、所望の位置１２０に位置決めされている、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００を示す。しかしながら、第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図６参照）の形態のような、幾何学形状充填材要素１００（図６参照）は、第１の部分１０８ａ（図６参照）上の他の適切な所望の位置に位置決めされてもよい。

図６は、積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂ上の所望の位置１２４に位置決めされている、追加の幾何学形状充填材要素１００ｂの形態のような、幾何学形状充填材要素１００をさらに示す。好ましくは、所望の箇所１２４（図６参照）は、第２の部分１０８ｂ（図６参照）上の中央位置または実質的な中央位置である。しかしながら、追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）の形態のような、幾何学形状充填材要素１００（図６参照）は、第２の部分１０８ｂ（図６参照）上の他の適切な所望の位置に位置決めされてもよい。

図６に示すように、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００は、好ましくは、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの上に積層されている積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂを変形させる。これによって、第２の部分１０８ｂ（図６参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図６参照）の複数のスタック１１０（図６参照）が方向を変化させられる。ラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図６参照）は、水平方向１１８ａ（図６参照）に方向付けられ、方向を変化または屈曲して、水平方向１１８ａおよび垂直方向１１８ｂ（図６参照）を含む方向１１６（図６参照）の成分を有する角部充填材プライ１１０ｂ（図６参照）を積層する。

図６にさらに示すように、追加の幾何学形状充填材要素１００ｂの形態のような、幾何学形状充填材要素１００は、好ましくは、追加の幾何学形状充填材要素１００ｂの上に積層されている追加の部分１０８ｃを変形させる。これによって、追加の部分１０８ｃ（図６参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｃ（図６参照）の複数のスタック１１０（図６参照）が方向を変化させられる。ラミネート角部充填材プライ１１０ｃ（図６参照）は変形または屈曲して、水平方向１１８ａ（図６参照）および垂直方向１１８ｂ（図６参照）を含む方向１１６（図６参照）の成分を有するようになる。

好ましくは、第２の部分１０８ｂ（図６参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図６参照）の方向が変化すること、および、追加の部分１０８ｃ（図６参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｃ（図６参照）の方向が変化することの両方が、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図６参照）との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑える一助となる。ＣＴＥ１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑えることによって、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）の剥離がなくなるか、または結果として剥離１４０（図３参照）が低減する。そのような剥離は、複合構造体２８（図４Ｂ参照）および／または複合アセンブリ２６（図４Ｂ参照）の製造の硬化および温度サイクル段階の間に発生する熱応力から生じる場合がある。

したがって、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）全体を通じて水平方向１１８ａ（図４Ｂ参照）に積層される代わりに、第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図６参照）の上に積層されるラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図６参照）および追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）の上に積層されるラミネート角部充填材プライ１１０ｃ（図６参照）の両方が、変形または屈曲し始めて、水平方向１１８ａおよび垂直方向１１８ｂ（図６参照）を含む方向１１６（図６参照）の成分を有するようになって、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ、図６参照）の垂直方向１１８ｂ（図４Ｂ参照）に一致もしくは実質的に一致するか、またはその方向に従うようになる。

これによって、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図６参照）との間のＣＴＥ１３６（図３参照）の差が最小限に抑えられる。これは、ラミネート複合角部充填材７０（図６参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図６参照）およびラミネート角部充填材プライ１１０ｃ（図６参照）の両方と、ラッププライ８４ａ、８４ｂ（図６参照）とが同じまたは同様の垂直方向を有するためである。

加えて、幾何学形状充填材要素１００ａ（図６参照）の上に積層されているラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図６参照）について、および、追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）の上に積層されているラミネート角部充填材プライ１１０ｃ（図６参照）について、ラミネート複合角部充填材７０（図５参照）の第２の部分１０８ｂ（図６参照）およびラミネート複合角部充填材７０（図５参照）の追加の部分１０８ｃ（図６参照）の角部向き１１４（図６参照）は、好ましくは、ラッププライ８４ａ、８４ｂ（図６参照）のような積層複合プライ８４（図６参照）の角部向き８６（図６参照）に実質的に一致する。

図７は、本開示のラミネート複合角部充填材７０ｃの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０のもう１つの実施形態の拡大正面断面図を示す。図７に示すラミネート複合角部充填材７０ｃは、第１の幾何学形状充填材要素１００ａおよび追加の幾何学形状充填材要素１００ｃの形態のような、２つの幾何学形状充填材要素１００を有する。

第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図７参照）は、好ましくは、三角形形状１０２ａ（図７参照）の形態の幾何学形状１０２（図７参照）を有する。追加の幾何学形状充填材要素１００ｃ（図７参照）は、好ましくは、矢じり形状１０２ｃ（図７参照）の形態の幾何学形状１０２（図７参照）を有する。しかしながら、第１の幾何学形状充填材要素１００ａおよび追加の幾何学形状充填材要素１００ｃの形態のような幾何学形状充填材要素１００は各々、他の適切な幾何学形状を有してもよい。

図７は、ラミネート複合角部充填材７０ｃの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０の基部１０６ａ、１０６ｂおよび上部１０６ｃを示す。図７は、ラッププライ８４ａ、８４ｂの形態のような積層複合プライ８４、および、ラッププライ９２ａの形態のような、ベースラミネート９０の積層複合ベースプライ９２をさらに示す。図７に示すように、ラッププライ８４ａ、８４ｂおよびラッププライ９２は、ラミネート複合角部充填材７０ｃの形態のような、ラミネート複合角部充填材７０を囲む。

ラミネート複合角部充填材７０ｃ（図７参照）の形態のようなラミネート複合角部充填材７０（図７参照）は、好ましくは、複合構造体２８（図４Ｂ参照）の角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）のサイズおよび形状に実質的に対応する構成７４（図７参照）を有する。図７に示すように、ラミネート複合角部充填材７０の構成７４は実質的に三角形形状である。しかしながら、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）は、他の適切な形状または構成を有してもよい。

図７は、積層プライアセンブリ１０８の第１の部分１０８ａ上の、中央位置１２０ａまたは実質的な中央位置のような、所望の位置１２０に位置決めされている、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００を示す。しかしながら、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００は、第１の部分１０８ａ（図７参照）上の他の適切な所望の位置に位置決めされてもよい。

図７に示すラミネート複合角部充填材７０ｃは、先端要素１０４（図５〜図６参照）を有しない。先端要素１０４（図５〜図６参照）の代わりに、図７は、積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂ上の所望の位置１２６に位置決めされている、追加の幾何学形状充填材要素１００ｃの形態のような、幾何学形状充填材要素１００を有するラミネート複合角部充填材７０ｃを示す。好ましくは、所望の位置１２６（図７参照）は、第２の部分１０８ｂ（図７参照）上の中央位置または実質的な中央位置である。しかしながら、追加の幾何学形状充填材要素１００ｃの形態のような、幾何学形状充填材要素１００は、第２の部分１０８ｂ（図７参照）上の別の適切な所望の位置に位置決めされてもよい。

図７に示すように、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの形態のような、幾何学形状充填材要素１００は、好ましくは、第１の幾何学形状充填材要素１００ａの上に積層されている積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂを変形させる。これによって、第２の部分１０８ｂ（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図７参照）の複数のスタック１１０（図７参照）の方向が変化させられる。ラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図７参照）の複数のスタック１１０（図７参照）は、水平方向１１８ａ（図４Ｂ参照）に方向付けられ、方向を変化または屈曲して、水平方向１１８ａおよび垂直方向１１８ｂ（図７参照）を含む方向１１６（図７参照）の成分を有する角部充填材プライ１１０ｂ（図示せず）を積層する。

図７にさらに示すように、追加の幾何学形状充填材要素１００ｃの形態のような、幾何学形状充填材要素１００は、好ましくは、追加の幾何学形状充填材要素１００ｃの上に積層されている積層プライアセンブリ１０８の追加の部分１０８ｄを変形させる。これによって、追加の部分１０８ｄ（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｄ（図７参照）の複数のスタック１１０（図７参照）が方向を変化させられる。ラミネート角部充填材プライ１１０ｄ（図７参照）は変形または屈曲して、水平方向１１８ａ（図７参照）および垂直方向１１８ｂ（図７参照）を含む方向１１６（図７参照）の成分を有するようになる。

好ましくは、第２の部分１０８ｂ（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図７参照）の方向が変化すること、および、追加の部分１０８ｄ（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｄ（図７参照）の方向が変化することの両方が、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図７参照）との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑える一助となる。ＣＴＥ１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑えることによって、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）の剥離がなくなるか、または結果として剥離１４０（図３参照）が低減する。そのような剥離は、複合構造体２８（図４Ｂ参照）および／または複合アセンブリ２６（図４Ｂ参照）の製造の硬化および温度サイクル段階の間に発生する熱応力から生じる場合がある。

したがって、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）全体を通じて水平方向１１８ａ（図４Ｂ参照）に積層される代わりに、第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図７参照）の上に積層されるラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図７参照）および追加の幾何学形状充填材要素１００ｃ（図７参照）の上に積層されるラミネート角部充填材プライ１１０ｄ（図７参照）の両方が、変形または屈曲し始めて、水平方向１１８ａ（図７参照）および垂直方向１１８ｂ（図７参照）を含む方向１１６（図７参照）の成分を有するようになって、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ、図７参照）の垂直方向１１８ｂ（図４Ｂ参照）に一致もしくは実質的に一致するか、またはその方向に従うようになる。

これによって、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図７参照）との間のＣＴＥ１３６（図３参照）の差が最小限に抑えられる。これは、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図７参照）およびラミネート角部充填材プライ１１０ｄ（図７参照）の両方と、ラッププライ８４ａ、８４ｂ（図７参照）とが同じまたは同様の垂直方向を有するためである。

加えて、第１の幾何学形状充填材要素１００ａ（図７参照）の上に積層されているラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図７参照）について、および、追加の幾何学形状充填材要素１００ｃ（図７参照）の上に積層されているラミネート角部充填材プライ１１０ｄ（図７参照）について、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）の第２の部分１０８ｂ（図７参照）およびラミネート複合角部充填材７０（図７参照）の追加の部分１０８ｄ（図７参照）の角部向き１１４（図７参照）は、好ましくは、ラッププライ８４ａ、８４ｂ（図７参照）のような積層複合プライ８４（図７参照）の角部向き８６（図７参照）に実質的に一致する。

本開示の別の実施形態において、航空機１０（図１参照）に使用するための航空機複合アセンブリ２６ａ（図１、図４Ｂ参照）が提供される。航空機複合アセンブリ２６ａ（図１、図４Ｂ参照）は、複合構造体２８（図１、図４Ｂ参照）を備える。複合構造体２８（図４Ｂ参照）は、角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）と、角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）に隣接する複数のラッププライ８４ａ、８４ｂ、９２ａ（図４Ｂ参照）とを備える。

航空機複合アセンブリ２６ａ（図４Ｂ参照）は、角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）に実質的に対応し、角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）を充填する構成７４（図４Ｂ参照）を有するラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ参照）をさらに備える。ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ参照）は積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ参照）を備える。積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ参照）は、所望の幅１３２（図３参照）に切断されており、所望のプライ方向１３４（図３参照）を有する、ラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図４Ｂ参照）、１１０ｂ（図４Ｂ参照）、１１０ｃ（図６参照）、１１０ｄ（図７参照）の複数のスタック１１０（図４Ｂ参照）を備える。積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ参照）の詳細は上記で詳細に説明しており、航空機複合アセンブリ２６ａ（図４Ｂ参照）のこの実施形態に等しく適用される。

ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ参照）は、積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ参照）の第１の部分１０８ａ（図４Ｂ、図５参照）上の所望の位置１２０（図５参照）に位置決めされている幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ参照）をさらに備える。幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ参照）は、幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ参照）の上に積層されている積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ参照）の第２の部分１０８ｂ（図４Ｂ参照）を変形させ、それによって、積層プライアセンブリ１０８（図４Ｂ参照）の第２の部分１０８ｂ（図４Ｂ参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図４Ｂ参照）は方向を変化させて、水平方向１１８ａ（図４Ｂ、図５参照）および垂直方向１１８ｂ（図４Ｂ、図５参照）を含む方向１１６（図４Ｂ参照）の成分を有する。

航空機複合アセンブリ２６ａ（図４Ｂ参照）のラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ参照）のラミネート複合角部充填材７０（図６〜図７参照）は、１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）、１００ｃ（図７参照）をさらに備えてもよい。１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）、１００ｃ（図７参照）の各々は、好ましくは、それぞれ、積層プライアセンブリ１０８（図６〜図７参照）の１つまたは複数の追加の部分１０８ｃ（図６参照）、１０８ｄ（図７参照）の、それぞれ所望の位置１２４（図６参照）または所望の位置１２６（図７参照）に位置決めされてもよい。さらに、１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）、１００ｃ（図７参照）の各々は、それぞれの１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）、１００ｃ（図７参照）の上に積層されている積層プライアセンブリ１０８（図６〜図７参照）の１つまたは複数のそれぞれの追加の部分１０８ｃ（図６参照）、１０８ｄ（図７参照）をさらに変形させる。

上述のように、各幾何学形状充填材要素１００（図５〜図７参照）は、好ましくは、複数の一方向繊維１０１（図３参照）、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、それらの組合せ、または他の適切な繊維材料から構成される。

より好ましくは、幾何学形状充填材要素１００（図５〜図７参照）は、零度（０°）のプライ方向を有する引抜成形一方向繊維１０１ａ（図３参照）から構成されてもよい。好ましくは、引抜成形一方向繊維１０１ａ（図３参照）は、下記により詳細に説明するような、引抜成形工程および引抜成形装置１３０（図３参照）を使用して形成される。

上述のように、幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、好ましくは、幾何学形状１０２（図４Ｂ、図５〜図７参照）を有する。幾何学形状１０２（図４Ｂ、図５〜図７参照）は、三角形形状１０２ａ（図４Ｂ、図５参照）、角形状が湾曲した三角形１０２ｂ（図６参照）、矢じり形状１０２ｃ（図７参照）、角を落とした形状を有する三角形（図示せず）、１つまたは複数の辺が湾曲した形状を有する三角形（図示せず）、角部充填材の形状（図示せず）、半円形状（図示せず）、または他の適切な幾何学形状のうち１つを含む。

航空機複合アセンブリ２６ａ（図４Ｂ参照）のラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５参照）は、積層プライアセンブリ１０８（図５参照）の第２の部分１０８ｂ（図５参照）の上部１２２（図５参照）のような、積層プライアセンブリ１０８（図５参照）の上部１２２（図５参照）上に位置決めされている先端要素１０４（図４Ｂ、図５参照）をさらに備えてもよい。先端要素１０４（図４Ｂ、図５参照）は、好ましくは、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、それらの組合せ、または別の適切な繊維材料から構成される。

好ましくは、それぞれの第２の部分１０８ｂ（図５参照）、追加の部分１０８ｃ（図６参照）、および／または追加の部分１０８ｄ（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図５参照）、１１０ｃ（図６参照）、１１０ｄ（図７参照）の方向が変化することによって、ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ、図５参照）との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑えられる。ＣＴＥ１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑えることによって、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図７参照）の剥離がなくなるか、または結果として剥離１４０（図３参照）が低減する。そのような剥離は、複合構造体２８（図４Ｂ参照）および／または複合アセンブリ２６（図４Ｂ参照）の製造の硬化および温度サイクル段階の間に発生する熱応力から生じる場合がある。

本開示の別の実施形態において、複合構造体２８（図４Ａ〜図４Ｂ）のためのラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を形成する方法１５０が提供される。図８は、本開示の方法１５０の例示的な実施形態の流れ図を示す。方法１５０に対してリストされているステップは、提示されている以外の順序で実行されてもよい。いくつかのステップは同時に実行されてもよい。いくつかのステップは任意選択または省略されてもよい。リストされている以外のステップが追加されてもよい。

ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、下記により詳細に説明するように、これらに限定されないが、引抜成形、押出成形、手作業の積層、自動積層、または任意の他の適切な形成工程を含む任意の適切な手段によって複合材料から形成されてもよい。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、角部充填材領域７２（図３、図４Ａ参照）の容積を充填し、その形状および寸法を引き継ぐために形成される。ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５〜図７参照）の構成７４（図４Ｂ、図５〜図７参照）は、好ましくは、実質的に三角形形状の構成を含んでもよく、好ましくは、概して三角形の断面を有してもよい。しかしながら、ラミネート複合角部充填材７０は、他の適切な構成または断面形状を有してもよい。

図８に示すように、方法１５０は、積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を形成するために、所望の幅１３２（図３参照）に切断されており、所望のプライ方向１３４（図３参照）を有する、ラミネート角部充填材プライ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ（図３参照）の複数のスタック１１０（図３参照）を組み立てるステップ１５２を含む。ラミネート角部充填材プライ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ（図３参照）の複数のスタック１１０（図３参照）は、複数のスタック１１０（図３参照）の層の間に閉じ込められる可能性がある空気または他の気体のような空隙を除去するために、複数のスタック１１０（図３参照）を圧迫または固めるためにかさを減らされてもよい。

図８に示すように、方法１５０は、形成装置１２８（図３参照）上に積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の第１の部分１０８ａ（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を積層するステップ１５４をさらに含む。形成装置１２８（図３参照）は、形成ツール、モールド、マンドレル、積層マシンプラットフォーム、自動繊維配置（ＡＦＰ）装置、または他の適切な形成装置を含んでもよい。形成装置１２８（図３参照）上の複数のスタック１１０（図３参照）の積層は、既知の積層装置またはマシンによる手作業の工程を介してまたは自動工程を介して行われてもよい。

積層プライアセンブリ１０８（図３参照）の第１の部分１０８ａ（図３参照）は、好ましくは、少なくとも１つのプライが零度（０°）のプライ方向を有し、他のプライが＋５０度／−５０度のプライ方向または他の所望のプライ方向１３４（図３参照）を有する、３つまたは４つのプライから構成されるスタックを備えてもよい。積層プライアセンブリ１０８（図３参照）を形成するのに自動積層工程が使用される場合、第１の部分１０８ａ（図３参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ａ（図４Ｂ参照）は、任意の所望のプライ方向１３４（図３参照）において単一のプライによって積層されてもよい。

複数のスタック１１０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、ラミネート複合角部充填材７０（図５〜図７参照）の角部向き１１４（図５〜図７参照）に一致するように、プライ蓄積物から複数の細片へ、大きい幅から小さい幅へと変化する幅で切断されてもよい。複数のスタック１１０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、超音波切断デバイスおよび超音波切断工程、生地切断デバイスおよび生地切断工程、レーザ切断デバイスおよびレーザ切断工程、または他の適切な切断デバイスおよび切断工程のような、既知の切断デバイスおよび既知の切断工程を使用して切断されてもよい。

その後、複数のスタック１１０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５〜図７参照）の構成７４（図４Ｂ、図５〜図７参照）を形成するために、たとえば、最も広いスタックから開始して、１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図４Ｂ、図５〜図７参照）の上の最後のスタックへと進めて、組み立てられてもよい。

図８に示すように、方法１５０は、たとえば、積層プライアセンブリ１０８（図５参照）の第１の部分１０８ａ（図５参照）上の所望の位置１２０（図５参照）に、積層プライアセンブリ１０８（図６参照）の第２の部分１０８ｂ（図６参照）上の所望の位置１２４（図６参照）に、および／または積層プライアセンブリ１０８（図７参照）の第２の部分１０８ｂ（図７参照）上の所望の位置１２６（図７参照）に、幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を位置決めするステップ１５６をさらに含む。好ましくは、所望の位置１２０（図５参照）は、第１の部分１０８ａ（図５参照）上の中央位置１２０ａまたは実質的な中央位置（図５参照）である。しかしながら、他の適切な位置も使用されてもよい。好ましくは、所望の位置１２４および所望の位置１２６も、中央位置または実質的な中央位置である。好ましくは、１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ、図５〜図７参照）の、上側２分の１の部分または上側３分の１の部分のような、上側部分に位置決めされる。

方法１５０は、所望の位置１２０（図５参照）に幾何学形状充填材要素１００（図５参照）を位置決めするステップ１５６の前に、複数の一方向繊維１０１（図３参照）、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、それらの組合せ、または他の適切な繊維材料から、幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を形成するステップをさらに含んでもよい。

方法１５０は、所望の位置１２０（図５参照）に幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を位置決めするステップ１５６の前に、幾何学形状１０２（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）において幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）をさらに形成するステップをさらに含んでもよい。幾何学形状１０２（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、三角形形状１０２ａ（図４Ｂ、図５参照）、角形状が湾曲した三角形１０２ｂ（図６参照）、矢じり形状１０２ｃ（図７参照）、角を落とした形状を有する三角形（図示せず）、１つまたは複数の辺が湾曲した形状を有する三角形（図示せず）、角部充填材の形状（図示せず）、半円形状（図示せず）、または他の適切な幾何学形状のうち１つを含む。

方法１５０（図８参照）は、所望の位置１２０（図５参照）に幾何学形状充填材要素１００（図５参照）を位置決めするステップ１５６の前に、幾何学形状充填材要素１００（図３参照）を作製するステップをさらに含んでもよい。一実施形態において、幾何学形状充填材要素１００（図３参照）は、既知の引抜成形装置１３０（図３参照）を使用して既知の引抜成形工程によって作製されてもよい。既知の引抜成形装置１３０（図３参照）を使用した既知の引き抜き成形工程を使用して、たとえば、１／８インチ幅の一方向複合短繊維またはスリットテープの形態のような、零度（０°）のプライ方向を有する所望の量の一方向繊維１０１（図３参照）を組み立てるとともに、それらを所望の形状の加熱したダイを通じて引き抜くことができる。引抜成形工程によって、引抜成形一方向繊維１０１ａ（図３参照）から構成される、幾何学形状充填材要素１００（図３参照）の強固な連続した複合プロファイルが作製される。引抜成形された幾何学形状充填材要素１００（図３参照）を使用して、ラミネート角部充填材プライ１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ（図３参照）を上に積層するためのフライアウェイツール表面を生成することができる。代替的に、幾何学形状充填材要素１００（図３参照）は、他の適切な方法によって、たとえば、短繊維およびモールドによって作製されてもよい。

図８に示すように、方法１５０は、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を形成するために、幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）および積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の第１の部分１０８ａ（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の上に積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の第２の部分１０８ｂ（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を積層するステップ１５８をさらに含む。図５に示すように、幾何学形状充填材要素１００は、好ましくは、積層プライアセンブリ１０８の第２の部分１０８ｂを変形させ、それによって、第２の部分１０８ｂのラミネート角部充填材プライ１１０ｂは方向を変化させ、水平方向１１８ａおよび垂直方向１１８ｂを含む方向１１６の成分を有する。

図８に示すように、方法１５０は、それぞれ、積層プライアセンブリ１０８（図５参照）の１つまたは複数の追加の部分１０８ｃ（図６参照）および／または追加の部分１０８ｄ（図７参照）の各々における、所望の位置１２４（図６参照）または所望の位置１２６（図７参照）に、１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）、１００ｃ（図７参照）を位置決めする任意選択のステップ１６０をさらに含む。１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）、１００ｃ（図７参照）の各々は、それぞれの１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素１００ｂ（図６参照）、１００ｃ（図７参照）の上に積層されている、それぞれ、積層プライアセンブリ１０８（図６参照）の１つまたは複数のそれぞれの追加の部分１０８ｃ（図６参照）、１０８ｄ（図７参照）をさらに変形させてもよい。

図８に示すように、方法１５０は、たとえば、積層プライアセンブリ１０８（図５参照）の第２の部分１０８ｂ（図５参照）の上部１２２（図５参照）、または、積層プライアセンブリ１０８（図６参照）の追加の部分１０８ｃ（図６参照）の上部１２２（図６参照）のような、積層プライアセンブリ１０８（図５、図６参照）の上部１２２（図５、図６参照）上に先端要素１０４（図５、図６参照）を位置決めする任意選択のステップ１６２をさらに含む。先端要素１０４（図５、図６参照）は、好ましくは、複数の一方向繊維１０１（図３参照）、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、それらの組合せ、または他の適切な繊維材料から構成される。

一実施形態において、先端要素１０４（図５、図６参照）は、既知の引抜成形装置１３０（図３参照）を使用して既知の引抜成形工程によって作製されてもよい。既知の引抜成形装置１３０（図３参照）を使用した既知の引抜成形工程を使用して、たとえば、１／８インチ幅の一方向複合短繊維またはスリットテープの形態のような、零度（０°）のプライ方向を有する所望の量の一方向繊維１０１（図３参照）を組み立て、それらを所望の形状の加熱したダイを通じて引き抜くことができる。引抜成形工程によって、引抜成形一方向繊維１０１ａ（図３参照）から構成される、先端要素１０４（図５、図６参照）の強固な連続した複合プロファイルが作製される。代替的に、先端要素１０４（図５、図６参照）は、他の適切な方法によって、たとえば、短繊維およびモールドによって作製されてもよい。

先端要素１０４（図５、図６参照）が作製されると、先端要素は、たとえば、ラミネート複合角部充填材７０（図５、図６参照）内に位置決めされる幾何学形状充填材要素１００（図５、図６参照）の数に応じて、積層プライアセンブリ１０８（図５参照）の第２の部分１０８ｂ（図５参照）の上部１２２（図５参照）、または、積層プライアセンブリ１０８（図６参照）の追加の部分１０８ｃ（図６参照）の上部１２２（図６参照）のような、積層プライアセンブリ１０８（図５、図６参照）の上部１２２（図５、図６参照）上に位置決めされてもよい。

図８に示すように、方法１５０は、複合構造体２８（図３、図４Ａ参照）の角部充填材領域７２（図３、図４Ａ〜図４Ｂ）内にラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を組み立てまたは設置するステップ１６４をさらに含む。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を組み立てるステップ１６４は、角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）に隣接して位置決めされる複数のラッププライ８４ａ、８４ｂ、９２ａ（図４Ｂ参照）を用いてラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を組み立てるステップをさらに含んでもよい。

図８に示すように、方法１５０は、複数のラッププライ８４ａ、８４ｂ、９２ａ（図４Ｂ参照）が角部充填材領域７２（図４Ｂ参照）に近接して位置決めされた状態でラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を硬化させる任意選択のステップ１６６をさらに含んでもよく、結果として、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）において剥離がなくなるか、または剥離１４０（図３参照）が低減する。複合構造体２８（図４Ｂ参照）のラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）およびラッププライ８４ａ、８４ｂ、９２ａ（図４Ｂ参照）は、好ましくは、適切な温度および圧力下でともに硬化される。複合構造体２８は、さらに組み立てられて複合アセンブリ２６になってもよい。

硬化させるステップ１６６は、任意選択的に、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を固めるために、形成されたラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を、所望の角部および形状を有するフルレングスダイ内に配置して、形成されたラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を押圧するステップを含んでもよい。代替的に、形成されたラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）をダイ内で固めるステップは行われない。

硬化は、オートクレーブ硬化工程、真空バッグ硬化工程、組合せオートクレーブ真空バッグ硬化工程、または他の適切な硬化工程のような既知の硬化工程を含んでもよい。硬化は、好ましくは、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）ならびに複合構造体２８（図３、図４Ｂ参照）および／または複合アセンブリ２６（図３、図４Ｂ参照）を効率的に硬化させるために、材料の仕様によって必要とされるよりも高い温度および圧力で行われ得る。硬化中、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の複合材料は硬くなり、好ましくは、複合構造体２８および／または複合アセンブリ２６内で角部充填材領域７２の形状を保持する。複合構造体２８は、複合アセンブリ２６に組み立てられてもよく、圧力バッグ工程、または当分野において既知であるような、他の適切な装置または工程下でオートクレーブ内などでともに硬化されてもよい。

他の実施形態において、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、複合構造体２８（図４Ａ参照）および／または複合アセンブリ２６（図４Ｂ参照）の角部充填材領域７２（図４Ａ参照）に組み立てまたは設置する前に硬化されてもよく、硬化されたラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）が、接着、共硬化、補助接合、または別の既知の接合または共接合工程を介して、硬化または未硬化複合構造体２８および／または複合アセンブリ２６の角部充填材領域７２内で接合または共接合されてもよい。接合工程は、硬化または未硬化の複合構造体２８および／または複合アセンブリ２６の角部充填材領域７２内で硬化されたラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を効率的に接合または共接合するために、材料の仕様によって必要とされるよりも高い温度および圧力で行われ得る。たとえば、ラミネート複合角部充填材７０（図４Ｂ参照）およびラッププライ８４ａ、８４ｂ、９２ａ（図４Ｂ参照）を備える複合構造体２８（図４Ｂ参照）は、別個に硬化されてもよく、その後、たとえば、航空機１０（図１参照）の翼１８（図１参照）に使用するのに適した複合アセンブリ２６（図４Ｂ参照）を形成するために、完全に硬化したスキンパネル９６（図４Ｂ参照）に接合されてもよい。

当業者には諒解されるように、開示される方法１５０（図８参照）の実施形態によって形成される、ラミネート複合角部充填材７０ａ（図３、図４Ｂ、図５参照）、ラミネート複合角部充填材７０ｂ（図６参照）、またはラミネート複合角部充填材７０ｃ（図７参照）の形態のような、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を複合構造体２８（図１、図４Ａ）、たとえば、航空機１０（図１参照）の翼１８（図１参照）に組み込む結果として、いくつかの相当な利点がもたらされる。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）および方法１５０（図８参照）の開示されている実施形態は、１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を使用して、熱膨張係数（ＣＴＥ）１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）を最小限に抑える。これは、それぞれの第２の部分１０８ｂ（図５参照）、追加の部分１０８ｃ（図６参照）、および追加の部分１０８ｄ（図７参照）のラミネート角部充填材プライ１１０ｂ（図５参照）、１１０ｃ（図６参照）、および／または１１０ｄ（図７参照）の方向が変化し、それによって、それらが、水平方向１１８ａ（図３参照）および垂直方向１１８ｂ（図３参照）を含む方向１１６（図３参照）の成分を有することによって、最小限に抑えることができる。熱膨張係数（ＣＴＥ）１３６（図３参照）の差および層間引張応力１３８（図３参照）の最小化の改善は、各幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）のサイズおよび形状、ならびに、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）内の各幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の位置を変更することによって最適化することができる。

加えて、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）および方法１５０（図８参照）の開示されている実施形態は、ラミネート複合角部充填材を使用することを可能にしつつ、特定の既存のラミネート複合角部充填材、たとえば、特定の航空機の縦通材内の特定のラミネート複合角部充填材の製造の硬化および温度サイクル段階の間の剥離の発生に対する解決策を提供するが、様々の適用において他の種類の角部充填材にまさる利点を有し得る。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）内に１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）を使用することによって、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）内の剥離をなくすまたは低減することができる。そのような剥離は、製造の硬化および温度サイクル段階の間に発生する熱応力から生じる場合がある。改善された設計は、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）内の層間引張応力１３８（図３参照）を低減することができる。翻って、残差層間引張応力１３８（図３参照）を低減することによっても、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の引き抜き強度または能力を改善することができる。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）内の残差層間引張応力１３８（図３）を低減することによって、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）は、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）に伝達される負荷により良好に対処することが可能になり得る。加えて、１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）によって変形され得るラミネート角部充填材プライ１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ（図３参照）は、引き抜き負荷によって面外で屈曲し得、したがって、引き抜き負荷に反応することができる。

その上、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）および方法１５０（図８参照）の開示されている実施形態は、零度（０°）のプライ方向を有するプライのみを使用する必要があるのとは対照的に、任意の所望のプライ方向を有するように調整可能であり得るラミネート角部充填材プライ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ（図３参照）の複数のスタック１１０（図３参照）を提供する。加えて、好ましくは、一般的に剥離またはクラック形成が始まる、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の上側部分内の積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）が、１つまたは複数の幾何学形状充填材要素１００（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）によって変形または成形されて、屈曲して、水平方向１１８ａ（図５〜図７参照）および垂直方向１１８ｂ（図５〜図７参照）を含む方向の成分を有するようになり、それによって、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ参照）の垂直方向１１８ｂ（図４Ｂ参照）に実質的に一致するようにすることができる。ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の上側部分内の積層プライアセンブリ１０８（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）の方向を、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ参照）の方向とより近密に整合するように変更することによって、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）と、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）に隣接するラッププライ８４ａ、８４ｂ（図４Ｂ参照）とのＣＴＥ１３６（図３参照）の差を最小限に抑えることができる。

さらに、ラミネート複合角部充填材７０（図３、図４Ｂ、図５〜図７参照）および方法１５０（図８参照）の開示されている実施形態は、引抜成形装置１３０（図３参照）を使用して引抜成形工程を介して引抜成形されており、引抜成形一方向繊維１０１ａ（図３参照）から構成されている幾何学形状充填材要素１００（図３参照）を提供し得る。そのような幾何学形状充填材要素１００（図３参照）は、好ましくは、ラミネート角部充填材プライ１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ（図３参照）を上に積層するためのフライアウェイツール表面を生成するための三角形形状１０２ａ（図４Ｂ参照）の形態の幾何学形状１０２（図４Ｂ参照）を有する。

本開示の多くの修正形態および他の実施形態が、上記の記載および関連付けられる図面において提示されている教示の利益を有する、本開示が関連する技術分野における当業者に想起されるだろう。本明細書に記載する実施形態は、例示であるように意図されており、限定的または網羅的であるようには意図されていない。本明細書において具体的な用語が採用されているが、それらは包括的かつ説明的な意味においてのみ使用されており、限定を目的とするものではない。

１０航空機
１２胴体
１４機首
１６コックピット
１８翼
２０推進装置
２２垂直尾翼部
２４水平尾翼部
２６複合アセンブリ
２６ａ航空機複合アセンブリ
２８複合構造体
３０サービス方法
３２仕様および設計
３４材料調達
３６構成要素および部分組立品の製造
３８システム統合
４０認証および搬送
４２就航中
４４整備および保守点検
５０航空機
５２機体
５４高レベルシステム
５６内部
５８推進システム
６０電気システム
６２油圧システム
６４環境システム
７０ラミネート複合角部充填材
７０ａラミネート複合角部充填材
７０ｂラミネート複合角部充填材
７０ｃラミネート複合角部充填材
７２角部充填材領域
７４構成
７６Ｔ字型補剛材
７８垂直ウェブ
８０水平フランジ
８２フランジ−ウェブ遷移部
８４積層複合プライ
８４ａラッププライ
８４ｂラッププライ
８８界面
９０ベースラミネート
９２積層複合ベースプライ
９２ａラッププライ
９４角部向き
９６スキンパネル
９８スパー
１００幾何学形状充填材要素
１００ａ幾何学形状充填材要素
１００ｂ幾何学形状充填材要素
１００ｃ幾何学形状充填材要素
１０１一方向繊維
１０１ａ引抜成形一方向繊維
１０２幾何学形状
１０２ａ三角形形状
１０２ｂ湾曲した三角形
１０２ｃ矢じり形状
１０４先端要素
１０４ａ先端要素
１０４ｂ先端要素
１０５構成
１０５ａ矢じり構成
１０５ｂ多三角形構成
１０６ａ基部
１０６ｃ上部
１０８積層プライアセンブリ
１０８ａ第１の部分
１０８ｂ第２の部分
１０８ｃ追加の部分
１０８ｄ追加の部分
１１０スタック
１１０ａラミネート角部充填材プライ
１１０ｂラミネート角部充填材プライ、角部充填材プライ
１１０ｃラミネート角部充填材プライ
１１０ｄラミネート角部充填材プライ
１１２先端箇所
１１４角部、角部向き
１１６方向
１１８ａ水平方向
１１８ｂ垂直方向
１２０所望の位置
１２０ａ中心位置
１２２上部
１２４所望の位置
１２５垂直プライ
１２６所望の位置
１２８形成装置
１３０引抜成形装置
１３２所望の幅
１３４所望のプライ方向
１３８層間引張応力、残差層間引張応力
１４０剥離
１５２ステップ
１５４ステップ
１５６ステップ
１５８ステップ
１６０ステップ
１６２ステップ
１６４ステップ
１６６ステップ

Claims

複合構造体のためのラミネート複合角部充填材であって、
所望の幅に切断されており所望のプライ方向を有するラミネート角部充填材プライの複数のスタックを備える積層プライアセンブリと、
前記積層プライアセンブリの第１の部分上の所望の位置で前記ラミネート複合角部充填材内部に位置決めされている幾何学形状充填材要素と
を備え、
前記幾何学形状充填材要素は、前記幾何学形状充填材要素の上に積層される前記積層プライアセンブリの第２の部分を変形させ、それによって、前記積層プライアセンブリの前記第２の部分の前記ラミネート角部充填材プライは方向を変化させ、水平方向および垂直方向を含む方向の成分を有し、前記ラミネート複合角部充填材は、前記複合構造体の角部充填材領域に実質的に対応する形状を有する、ラミネート複合角部充填材。
前記ラミネート複合角部充填材は前記積層プライアセンブリの上部上に位置付けられている先端要素をさらに備え、前記先端要素は、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、またはそれらの組合せを含む、請求項１に記載のラミネート複合角部充填材。
前記ラミネート複合角部充填材は、各々が前記積層プライアセンブリの１つまたは複数の追加の部分上の所望の位置に位置決めされている１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素をさらに備え、前記１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素の各々は、それぞれの前記１つまたは複数の幾何学形状充填材要素の上に積層されている前記積層プライアセンブリの１つまたは複数のそれぞれの追加の部分をさらに変形させる、請求項１または２に記載のラミネート複合角部充填材。
前記幾何学形状充填材要素は、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、またはそれらの組合せを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のラミネート複合角部充填材。
前記幾何学形状充填材要素は、零度（０°）のプライ方向を有する引抜成形一方向繊維から構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のラミネート複合角部充填材。
前記幾何学形状充填材要素は、三角形形状、角形状が湾曲した三角形、矢じり形状、角を落とした形状を有する三角形、１つまたは複数の辺が湾曲した形状を有する三角形、角部充填材の形状、および半円形状の１つを含む幾何学形状を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のラミネート複合角部充填材。
前記第２の部分の前記ラミネート角部充填材プライの前記方向を変化させることによって、前記ラミネート複合角部充填材と、前記ラミネート複合角部充填材に隣接する複数のラッププライとの間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差および層間引張応力が最小限に抑えられる、請求項１から６のいずれか一項に記載のラミネート複合角部充填材。
前記積層プライアセンブリの前記第１の部分上の前記所望の位置は中央位置である、請求項１から７のいずれか一項に記載のラミネート複合角部充填材。
複合構造体のためのラミネート複合角部充填材を形成する方法であって、前記方法は、
積層プライアセンブリを形成するために、所望の幅に切断されており所望のプライ方向を有するラミネート角部充填材プライの複数のスタックを組み立てるステップと、
形成装置上に前記積層プライアセンブリの第１の部分を積層するステップと、
前記積層プライアセンブリの前記第１の部分の上の所望の位置で前記ラミネート複合角部充填材内部に幾何学形状充填材要素を位置決めするステップと、
ラミネート複合角部充填材を形成するために、前記幾何学形状充填材要素および前記第１の部分の上に前記積層プライアセンブリの第２の部分を積層するステップであって、前記幾何学形状充填材要素は前記第２の部分を変形させ、それによって、前記第２の部分の前記ラミネート角部充填材プライは方向を変化させ、水平方向および垂直方向を含む方向の成分を有する、積層するステップと、
複合構造体の角部充填材領域内で前記ラミネート複合角部充填材を組み立てるステップと
を含む、方法。
前記複合構造体の前記角部充填材領域内で前記ラミネート複合角部充填材を組み立てる前記ステップの前に、１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素を、前記積層プライアセンブリの１つまたは複数の追加の部分の各々の中の所望の位置に位置決めするステップをさらに含み、前記１つまたは複数の追加の幾何学形状充填材要素の各々は、それぞれの前記１つまたは複数の幾何学形状充填材要素の上に積層されている前記積層プライアセンブリの１つまたは複数のそれぞれの追加の部分をさらに変形させる、請求項９に記載の方法。
前記複合構造体の前記角部充填材領域内で前記ラミネート複合角部充填材を組み立てる前記ステップの前に、前記積層プライアセンブリの上部上に先端要素を位置決めするステップをさらに含み、前記先端要素は、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、またはそれらの組合せを含む、請求項９または１０に記載の方法。
前記複合構造体の前記角部充填材領域内で前記ラミネート複合角部充填材を組み立てる前記ステップの後に、前記ラミネート複合角部充填材を、前記角部充填材領域に隣接して位置決めされている複数のラッププライとともに硬化させるステップをさらに含み、結果として、前記ラミネート複合角部充填材において剥離がなくなるか、または剥離が低減する、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。
前記幾何学形状充填材要素を前記所望の位置に位置決めする前記ステップの前に、複数の一方向繊維、一方向繊維テープ、プリプレグ一方向テープ、一方向複合短繊維、スリット一方向テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）テープ、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）ファブリック、プリプレグファブリック、炭素繊維織物を含む織物、短繊維、またはそれらの組合せを含む材料から前記幾何学形状充填材要素を形成し、さらに、三角形形状、角形状が湾曲した三角形、矢じり形状、角を落とした形状を有する三角形、１つまたは複数の辺が湾曲した形状を有する三角形、角部充填材の形状、および半円形状の１つを含む幾何学形状で前記幾何学形状充填材要素を形成するステップをさらに含む、請求項９から１２のいずれか一項に記載の方法。
前記幾何学形状充填材要素を前記所望の位置に位置決めする前記ステップの前に、前記幾何学形状充填材要素を形成するために引抜成形工程を介して、零度（０°）のプライ方向を有する一方向繊維を引抜成形するステップをさらに含む、請求項９から１３のいずれか一項に記載の方法。