JP6591769B2 - 折り畳み式コイルマンドレル - Google Patents
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Description
中空のカーボン/エポキシ構造の共硬化で使用する折り畳み式コイルマンドレルであって、
ドーピング材料によって湿潤された繊維であって、乾燥時に剛性特性がもたらされる繊維を備え、前記繊維は、長手方向軸に沿って延伸し、かつ、乾燥時に外側コイルの形状を維持するコイルターンを形成し、前記コイルターンは、中空のカーボン/エポキシ構造の後続の積層および硬化の間、マンドレルとして使用される場合の外部圧縮力に耐え、前記折り畳み式コイルマンドレルは、前記繊維の端部が長手方向軸に沿う方向に引張されるときに与えられるせん断力によって軸方向に折り畳み可能であり、これにより、前記折り畳み式コイルマンドレルを、硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造から容易に取り外すことができる、折り畳み式コイルマンドレル。
前記コイルターンは、保護ライナ内に収容される、項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
前記保護ライナは、前記折り畳み式コイルマンドレルを硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造の内面から取り外すことを可能にする材料からなる、項2に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
前記保護ライナの材料は、強化シリコーンゴムまたはフルオロポリマーの合成ゴムのエラストマーである、項2に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
前記折り畳み式コイルマンドレルを形成するための前記繊維は、天然または合成繊維であり、前記ドーピング材料を吸収するのに十分な多孔質で、かつ、乾燥時の前記ドーピング材料の結合強度よりも大きい抗張力を有する、項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
前記ドーピング材料は、水性流体に懸濁しているセラミック粉末である、項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
前記折り畳み式コイルマンドレルは、航空機構造においてストリンガを形成するマンドレルとしての使用に適した、コイル形状、大きさおよびコイル密度を有する、項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
前記折り畳み式コイルマンドレルは、台形またはハット形の横断面を有する中空のカーボン/エポキシ構造の形成において使用するために、台形またはハット形の横断面を有する、項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
中空のカーボン/エポキシ構造の共硬化で使用する折り畳み式コイルマンドレルであって、
長手方向軸に沿って延伸するコイルターンを有し、かつ、前記中空のカーボン/エポキシ構造の後続の積層および硬化の間の外部圧縮力に耐える外側コイルの形状を維持する金属コイルであって、前記金属コイルは、金属コイルの端部が長手方向軸に沿う方向に引張されるときに与えられるせん断力によって軸方向に折り畳み可能であり、これにより、硬化および廃棄後の前記中空のカーボン/エポキシ構造から容易に取り外すことができる、金属コイルと、
前記折り畳み式コイルマンドレルを硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造の内面から取り外すことを可能にする材料からなる、前記金属コイルにわたってスリービングされる保護ライナと、を備える、折り畳み式コイルマンドレル。
前記金属コイルは、鋼線からなる、項9に記載の折り畳み式コイルマンドレル。
折り畳み式コイルマンドレルの製造方法であって、
長手方向軸に沿って延伸し、互いに対向する相補的形状の半凹所を有し、かつ、金型の結合金型凹所を一体的に形成する上下半金型を有する、金型を提供するステップと、
前記金型の前記結合金型凹所の開口端部を通してアプリケータを挿入して、乾燥時の繊維に剛性特性をもたらすドーピング材料で湿潤した繊維を、前記アプリケータ内に送り込むステップと、
前記ドーピング材料で湿潤した繊維を、前記アプリケータの出口端部から押出して前記アプリケータを前記金型の前記結合金型凹所から出しながら回転させることで、前記金型の前記結合金型凹所内へ充填されたコイルターンを有するコイルを形成するステップと、
前記ドーピング材料で湿潤した繊維を前記金型の前記結合金型凹所で乾燥させるステップであって、これにより、得られたコイルは、中空のカーボン/エポキシ構造を形成するマンドレルとして使用される場合に、後続の積層および硬化の間の圧縮力に耐える剛性特性を有し、前記コイルの端部が長手方向軸に沿う方向に引張されるときに与えられるせん断力によって軸方向に折り畳み可能であり、これにより、硬化および廃棄後の前記中空のカーボン/エポキシ構造から容易に取り外すことができる、ステップとを含む、製造方法。
保護ライナ内で前記折り畳み式コイルマンドレルをスリービングするステップをさらに含む、項11に記載の方法。
前記保護ライナは、前記折り畳み式コイルマンドレルを硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造の内面から取り外すことを可能にする材料からなる、項12に記載の方法。
前記保護ライナの材料は、強化シリコーンゴムまたはフルオロポリマーの合成ゴムのエラストマーである、項13に記載の方法。
前記繊維は、天然または合成繊維であり、前記ドーピング材料を吸収するのに十分な多孔質で、かつ、乾燥時の前記ドーピング材料の結合強度よりも大きい抗張力を有する、項11に記載の方法。
前記ドーピング材料は、水性流体に懸濁しているセラミック粉末である、項11に記載の方法。
前記折り畳み式コイルマンドレルは、ストリンガの積層および硬化の間のコイル形状、大きさおよびコイル密度で形成される、項11に記載の方法。
項11に従う折り畳み式コイルマンドレルの製造方法であって、前記折り畳み式コイルマンドレルは、台形またはハット形の横断面を有する中空のカーボン/エポキシ構造の形成において使用するために、台形またはハット形の横断面を有する、製造方法。
折り畳み式コイルマンドレルの製造方法であって、
長手方向軸に沿って延伸するコイルターンを有し、かつ、中空のカーボン/エポキシ構造の後続の積層および硬化の間の外部圧縮力に耐える外側コイルの形状を維持する、金属コイルを提供するステップであって、前記折り畳み式コイルマンドレルは、前記金属コイルの端部が長手方向軸に沿う方向に引張されるときに与えられるせん断力によって軸方向に折り畳み可能であり、これにより、硬化および廃棄後の前記中空のカーボン/エポキシ構造から容易に取り外すことができる、ステップと、
保護ライナを、前記金属コイルにわたってスリービングするステップであって、前記保護ライナは、前記折り畳み式コイルマンドレルを硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造の内面から取り外すことを可能にする材料からなる、ステップとを含む、製造方法。
前記金属コイルは、鋼線からなる、項19に記載の方法。
12 溝
14 底面
16 ストリンガ
18 側壁
20a、20b 端フランジ部
22 内面
24 中空内部体積
26 ハット形マンドレル
28 外面
30 外側基板層
32 コールシート
34 真空バッグ
40 折り畳み式コイルマンドレル
42 ドーピング補剛ファイバコイル
42A、60A 終端部
44 保護ライナ
46、52B 開口端部
48 天然または合成繊維
49 液体ドーピング材料
50 金型
50A 上部半金型
50B 下部半金型
51A、51B 金型凹所(結合金型凹所)
52A 一端部
53 プラグ
54 アプリケータ
54A 出口端部
54B 入口端部
55 貯留槽
56 コイルターン
60 完成コイル
L 長手方向軸
CTEHOOP 熱膨張係数
Claims (10)
- 中空のカーボン/エポキシ構造の共硬化で使用する折り畳み式コイルマンドレル(40)であって、
ドーピング材料(49)によって湿潤された繊維(48)であって、乾燥時に剛性特性がもたらされる繊維(48)を備え、前記繊維(48)は、長手方向軸に沿って延伸し、かつ、乾燥時に外側コイルの形状を維持するコイルターン(56)を形成し、前記コイルターン(56)は、中空のカーボン/エポキシ構造の後続の積層および硬化の間、マンドレルとして使用される場合の外部圧縮力に耐え、前記折り畳み式コイルマンドレル(40)は、前記繊維(48)の端部が長手方向軸に沿う方向に引張されるときに与えられるせん断力によって軸方向に折り畳み可能であり、これにより、前記折り畳み式コイルマンドレル(40)を、硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造から容易に取り外すことができ、
前記ドーピング材料(49)は、水性流体に懸濁しているセラミック粉末である、折り畳み式コイルマンドレル(40)。 - 前記コイルターン(56)は、保護ライナ(44)内に収容される、請求項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル(40)。
- 前記保護ライナ(44)は、前記折り畳み式コイルマンドレル(40)を硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造の内面(22)から取り外すことを可能にする材料からなる、請求項2に記載の折り畳み式コイルマンドレル(40)。
- 前記保護ライナ(44)の材料は、強化シリコーンゴムまたはフルオロポリマーの合成ゴムのエラストマーである、請求項2に記載の折り畳み式コイルマンドレル(40)。
- 前記折り畳み式コイルマンドレル(40)を形成するための前記繊維(48)は、天然または合成繊維(48)であり、前記ドーピング材料(49)を吸収するのに十分な多孔質で、かつ、乾燥時の前記ドーピング材料(49)の結合強度よりも大きい抗張力を有する、請求項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル(40)。
- 前記折り畳み式コイルマンドレル(40)は、航空機構造においてストリンガ(16)を形成するマンドレルとしての使用に適した、コイル形状、大きさおよびコイル密度を有する、請求項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル(40)。
- 前記折り畳み式コイルマンドレル(40)は、台形またはハット形の横断面を有する中空のカーボン/エポキシ構造の形成において使用するために、台形またはハット形の横断面を有する、請求項1に記載の折り畳み式コイルマンドレル(40)。
- 折り畳み式コイルマンドレル(40)の製造方法であって、
長手方向軸に沿って延伸し、互いに対向する相補的形状の半凹所を有し、かつ、金型(50)の結合金型凹所(51A,51B)を一体的に形成する上下半金型(50A,50B)を有する金型(50)を提供するステップと、
前記金型(50)の前記結合金型凹所(51A,51B)の開口端部(46)を通して、アプリケータ(54)を挿入して、乾燥時の繊維(48)に剛性特性をもたらすドーピング材料(49)で湿潤した繊維(48)を、前記アプリケータ(54)内に送り込むステップと、
前記ドーピング材料(49)で湿潤した前記繊維(48)を、前記アプリケータ(54)の出口端部(54A)から押出して、前記アプリケータ(54)を前記金型(50)の前記結合金型凹所(51A,51B)から出しながら回転させることで、前記金型(50)の前記結合金型凹所(51A,51B)内へ充填されたコイルターン(56)を有するコイル(42)を形成するステップと、
前記ドーピング材料(49)で湿潤した前記繊維(48)を前記金型(50)の前記結合金型凹所(51A,51B)で乾燥させるステップとを含み、これにより、得られたコイル(42)は、中空のカーボン/エポキシ構造を形成するマンドレル(40)として使用される場合に、後続の積層および硬化の間の圧縮力に耐える剛性特性を有し、コイル(60)の端部が長手方向軸に沿う方向に引張されるときに与えられるせん断力によって軸方向に折り畳み可能であり、これにより、硬化および廃棄後の前記中空のカーボン/エポキシ構造から容易に取り外すことができる、方法。 - 保護ライナ(44)内で前記折り畳み式コイルマンドレル(40)をスリービングするステップをさらに含み、前記保護ライナ(44)は、前記折り畳み式コイルマンドレル(40)を硬化後の前記中空のカーボン/エポキシ構造の内面(22)から取り外すことを可能にする材料からなる、請求項8に記載の方法。
- 前記繊維(48)は、天然または合成繊維(48)であり、前記ドーピング材料(49)を吸収するのに十分な多孔質で、かつ、乾燥時の前記ドーピング材料(49)の結合強度よりも大きい抗張力を有する、請求項8に記載の方法。
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