JPH07187085A - 繊維強化複合パネル構造およびその製造方法 - Google Patents

繊維強化複合パネル構造およびその製造方法

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JPH07187085A
JPH07187085A JP6231938A JP23193894A JPH07187085A JP H07187085 A JPH07187085 A JP H07187085A JP 6231938 A JP6231938 A JP 6231938A JP 23193894 A JP23193894 A JP 23193894A JP H07187085 A JPH07187085 A JP H07187085A
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ドン・エル・アシャー
George O Sherrick
ジョージ・オー・シェリック
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 固められた繊維強化複合構造の新規な製造方
法を提供する。 【構成】 新規な中空の冠形のスティフナ部材（３１
０）を備え、前桁（３５）と後桁（３５′）と横方向に
延びるシヤタイ（３２０）とのいかなる組合わせをもさ
らに含む固められた複合外板パネル構造を製造するため
のプロセスである。新規なプロセスは、マンドレルを用
いずにこれらの構造を製造しかつ硬化させることを含
む。この方法を実行する際に、冠形のスティフナ（３１
０）、桁（３５、３５′）およびシヤタイ（３２０）
は、平坦なまたは湾曲した外板構造に一体に結合され、
それによって航空機の翼、スタビライザ、胴体等のセミ
モノコック構成要素が軸方向に補強される。この製造方
法によって、生産性の高い構造的に効率の良い航空機の
複合構成要素が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は、複合構造ユニットの製造に関
し、より特定的には、中空のＵ字形の補強（スティフ
ナ）部材、桁、および横方向に延在するシヤタイを有す
る固められた複合パネル構造の製造方法に関し、この複
合パネル構造の製造および硬化は、マンドレルを用いず
に行なわれる。
【０００２】
【先行技術の議論】航空機の構成要素の製造における複
合材料の使用の増加に伴い、従来のアルミニウムまたは
チタンの構成のために開発された設計原理にそのような
複合材料を適応することに関して多くの問題が生じてい
る。これらの問題のほとんどは構成要素を互いに相互接
続する際の困難に集中しており、そのため機械的な固定
具を用いなければならない。
【０００３】現在既知の進歩した複合材料では、物理的
または経済的に容易に機械固定具を幅広く用いることが
できず、さらにあまり複雑な設計にできない。複合材料
の構成要素に複数の細部を含むと、製造コストが受入れ
不可能なレベルまで上昇し、かつオートメーション化さ
れた手順の適用が不可能とは言えないまでも困難にな
る。機械固定具は複合材料の構成要素には物理的にはあ
まり適合せず、そのような構成要素とともにこの機械固
定具を用いると、進歩した複合繊維の一方向の特性の利
点が損なわれやすい。これらの問題点を解決するため
に、複合材料の構成要素、特に負荷に耐えることが必要
な構成要素を低コストで生産するための新しい技術を開
発することが必要となっている。
【０００４】近年、複合材料の構成要素の構造および製
造に関する多数の提案がなされている。これらの提案の
中には、機械固定具の代わりに熱硬化性接着材を用いる
ことが含まれている。
【０００５】熱硬化性接着材を用いる製造プロセスは一
般に、構成要素を別々に形成して硬化することと、接着
材を硬化させるためのさらなる加熱プロセスとが必要で
ある。そのような複数の工程のプロセスは、時間を浪費
しかつそれを実行するのにコストが高くつくという不利
な点がある。
【０００６】他のプロセスは、構成要素の部材を別々に
形成することと、所望の構造を形成するために部材を硬
化させて結合することとを含む。２つのアプローチ、す
なわち接着材による接合および硬化による接合の両方を
実現する既知の複合材料の構成要素に関して生じる重大
な問題は、構成要素が応力に晒されると構成要素の一部
分が構成要素の隣接する部分から剥がれやすいことであ
る。そのような剥がれやすさを克服するための最近の提
案には、非常に複雑でかつ実行するのにコストが高くつ
くという不利な点がある。
【０００７】複合材料から形成された航空機の構成要素
は、コグバーン（Cogburn)らに与えられた米国特許番号
第３，９９５，０８０号、およびファント（Fant) らに
与えられた米国特許番号第３，９９５，０８１号に開示
される。これらの特許は、剥がれにくいとして説明され
るかなり複雑な設計の、複合材料からなる襞のある構造
ビームを開示している。ビームの部材の各々は別々に形
成され、その後、これらの部材は組立てられかつ硬化さ
れて結合され、ビームを形成する。壊れやすいマンドレ
ルを硬化プロセスに用いることが記載されている。
【０００８】フィラメント強化樹脂複合材料のラミネー
ションおよび樹脂重合または硬化によって作られる一体
に固められた構造の形状は典型的には断面がＪ字形およ
び断面がＩ字形の構造の形をとっている。これらの設計
は最も容易に製造可能であるが、大きな困難を伴うこと
がわかった。１つには、考慮しなければならない工具の
変形があまりに多いことであり、１つには、１つの硬化
サイクルで断面がＪ字形の一体に固められた構造を作る
ことはコストの面において明らかに効率が良くないこと
である。
【０００９】したがって、コストおよび労働の面におい
て効率的でありかつ製造プロセスにおいて時間を節約で
きる、航空宇宙の乗り物のための一体に固められた構成
要素の構成において有用な固められた繊維強化複合構造
を簡単に生産するための方法が、大いに必要とされてい
る。
【００１０】
【発明の目的および概要】上述のことを考慮すると、本
発明の主な目的は、マンドレルを形成する必要なく固め
られた繊維強化複合構造を製造するための、既知の方法
の欠点および不利な点をすべて克服する方法を提供する
ことである。
【００１１】本発明の別の目的は、当該技術分野におい
てこれまで既知の繊維強化複合構造よりも低コストでか
つ容易に製造可能な繊維強化複合構造を提供することで
ある。
【００１２】本発明のさらに他の目的は、交差するステ
ィフナ部材と、モールドの内皮と外皮との間に配置され
るブレード補強部材とを含むパネル複合構造を形成する
ためのプロセスを提供することであり、このプロセスに
おいて、当該複合構造を構成するスティフナ部材、補強
部材および外板は１つの硬化作業において互いに固定さ
れ、形成プロセスおよび硬化作業の間には、マンドレル
を用いない。
【００１３】本発明の方法に従えば、中空のＵ字形の断
面を有する複合スティフナ部材と、横方向に配置される
シヤタイとは、同じ複合材料の薄い外板またはシートの
一表面の上に配置される。スティフナ部材および外板は
ともに、繊維強化プリプレッグ複合マトリックス材料
（prepreg fiber-reinforced composite matrix materi
al) の複数の層からなる。
【００１４】スティフナ部材、横方向に延びるシヤタ
イ、桁および外板を組立てた後、袋状チューブをスティ
フナ部材の中に挿入する。その後、構造全体を囲いの中
に配置しかつ密閉し、囲いを真空にし、結果として得ら
れたアセンブリをオートクレーブの中に入れ、このオー
トクレーブで、アセンブリは複合マトリックス材料が凝
固するように硬化または強化温度まで加熱される。
【００１５】本発明に従って作られる好ましいパネル構
造は、スティフナ部材に関して横方向に配置されるブレ
ード部材を相互接続する長手方向に延在する中空のステ
ィフナ部材を特徴とする。中空のスティフナ部材の各々
はＵ字形の断面を有し、プリプレッグ繊維材料からなる
上に載せられる複数の層を含む。幾つかのＵ字形のステ
ィフナ部材はパネル構造上に互いに並べて配置され、各
々のスティフナ部材は隣接するＵ字形のスティフナに関
して平行に延在する。前桁および後桁は、Ｕ字形のステ
ィフナ部材に関して平行に配置されるブレード部材であ
る。前桁は最も前方のＵ字形スティフナに平行であり、
後桁は最も後方のＵ字形スティフナに平行である。すべ
ての桁およびＵ字形スティフナ部材は、好ましくは互い
に関して実質的に平行に配置されかつスティフナ部材に
関して実質的に垂直に配置されるブレード部材を交差す
ることによって相互接続される。
【００１６】本発明の他の目的および利点は、添付の図
面を参照して以下の好ましい実施例の詳細な説明を読め
ば明らかになるであろう。
【００１７】
【好ましい実施例の詳細な説明】本発明の構造は、重合
有機樹脂マトリックスに埋込まれる補強材とともに引張
り強さの高いフィラメントが負荷に耐える材料として用
いられる強度の大きい軽量なフィラメント強化複合材料
を用いるという点において有利である。ここで用いられ
ている大きい強度とは、張力、圧縮および剪断強さを含
むものとして規定される。本発明の構造の剥がれにくさ
という特性により、最終的に形成される形状において構
造の完全性がより高度になる。
【００１８】本発明は一般に、その構造において一体に
実現されるかまたは取付け可能な形状を有する薄板状の
フィラメント強化複合樹脂材料およびその製造方法に関
する。本発明は特に、設計された負荷に適応させるため
に必要に応じて補強材を配向することによって重量が節
約されるように、方向性を持たせて配列される、引張り
強さが大きくかつ圧縮負荷に耐えるフィラメントを、強
度特性がより小さい樹脂マトリックスに対する補強材と
して用いる、異方性を有し一体として実現されるスティ
フナを含む。
【００１９】本発明に従ったパネル構造は、互いに間隔
があけられておりかつ互いに平行に延在していてもして
いなくてもよい複数の長手方向に延びるＵ字形のチャネ
ル状のストリンガまたはスティフナと、パネルの最前部
側において複数のスティフナに関して平行に延びる前桁
と、パネルの最後部側において複数のスティフナに関し
て平行に延びる後桁と、桁およびスティフナに関して横
方向に延在しかつそれらを係合する複数のシヤタイ部材
とを含む。シヤタイ部材の各々は、各々のスティフナの
対応するＵ字形部分をきっちりと係合するように適合さ
れる間隔の空けられたＵ字形の切り抜き領域を有するブ
レード部材として形成される。
【００２０】本発明の一実施例では、パネル構造は実質
的に平面であり、本発明の別の実施例では、パネル構造
は単純または複雑に湾曲して形成されてもよい。
【００２１】次に図１および図２を参照されたい。図１
のフロー図は、本発明の方法を行なう際に必要な工程の
順序を示している。図２は、本発明の方法を行なう間に
起こることおよび／またはその間に形成される構造の対
応する順序を種々の図で示している。
【００２２】図１のブロック１１０によって示される本
発明の方法の第１の工程では、マスタモールドを用いて
本発明のプロセスのその次の工程において形成される複
合工具の被作業物係合面が逆の形状を有するように設計
される種々の形状を有するマスタモールド２０（図２
（ａ）に図示）が作られる。
【００２３】このマスタモールドの製造は、先行技術に
おいて周知のプロセスによって行なわれ、本発明の一部
分ではない。好ましくは、このマスタモールドは、木、
金属またはグラファイト等の複合材料によって形成さ
れ、第１の方向に延在する複数の溝２４を有する表面２
２を含む。表面２２は、第１の複数の溝２４に関して横
方向に延在する１組の幅の狭い溝２６も含む。
【００２４】図１のブロック１１２によって示される本
発明の方法の第２の工程では、マスタモールド２０を用
いて工具３０（図２（ｂ）に図示）が作られる。工具３
０は、室温で硬化されるグラファイトまたは後に３５０
°Ｆに硬化される繊維ガラスエポキシ工具材料等の複合
材料からなる。工具３０は、図１のブロック１１４によ
って示されかつ図２（ｃ）に示される工具４０を製造す
るために用いられる。図２（ｃ）にも示される工具３０
は、モールド２０の形状の特徴と鏡像対称の形状の特徴
を有する被作業物係合面３２を含む。
【００２５】したがって、工具３０の被作業物係合面３
２は、モールド２０の複数の溝２４とその物理的な形状
が逆になって対応している第１の組の一般にＵ字形の隆
起部３４を含む。別の組の一般にブレード形の隆起部が
工具３０の表面３２に形成されることができ、この表面
３２において、前桁および後桁をシミュレートするため
に、これらの隆起部は隆起部３４の外側に配置され（図
３の隆起部３５参照）、かつ隆起部３４に関して平行に
配列されるであろう。第３の組の一般にブレード形の隆
起部３６は、第１の組の隆起部３４に関して横方向に延
在しかつそれに交差する。ブレード形の隆起部は、アル
ミニウムからなり、かつ室温で硬化するポリエステル埋
込みペーストで工具３０に接合される。
【００２６】図１のブロック１１４によって示される本
発明の方法の第３の工程は、グラファイト／エポキシプ
リプレッグ織物で一体に固められる非シリコンの硬化さ
れていないゴムシートで工具３０を覆い、その後工具３
０および工具４０を圧力容器（たとえば、オートクレー
ブ）に入れ、この容器で実質的に３５０°Ｆの熱および
実質的に９０ｐｓｉの圧力を実質的に９０分間与えるこ
とによって工具４０を硬化させることによって得られる
ゴム圧力パッド４０（図２（ｃ）に図示）の製造を含
む。このようにして硬化された工具４０は、隆起部４４
および４６を含み、工具３０の表面から持ち上げるまた
は剥がすだけで工具３０から得られる。
【００２７】ゴム圧力パッド４０は、以下の２つの機能
を果たす。 （１） このゴム圧力パッド４０により、優れた品質の
（表面の不完全性が全くないとは言わないまでも最小
の）合板表面が得られる。グラファイト工具織物の１枚
のプライは、形状および強さを得るため、ならびに伸張
および収縮の安定性を得るために、好ましくは各々のゴ
ムプライの間に配置される。工具４０は再利用および修
理することができ、部品を工具から確実に分離するため
に剥離剤または剥離材料をゴムに与えるまたは入れるこ
とができる。
【００２８】（２） ゴム圧力パッド４０は、圧力増大
装置と呼ばれることもあるエラストマー工具としての役
割を果たす。ゴムエラストマーは、圧力パッドとして作
用し、袋状膨張材料の動きが制限され得る所を圧縮す
る。そのようにする際に、エラストマーは、オートクレ
ーブの静水圧を所望の位置に移すように作用する。ゴム
工具によって、部品の袋状物側において完成時にダイに
整合するようにもなる。
【００２９】図１のブロック１１６によって示される本
発明の方法の第４の工程は、図２（ｄ）に図示される支
持構造工具４５の製造を含む。この工具は、予め製造さ
れたグラファイト／エポキシアルミニウムハニカムサン
ドイッチ工具板４２のシートを含み、このハニカムサン
ドイッチ工具板は、組立てられた板の上縁部が工具４０
の一表面によって与えられる対応するブレード状の隆起
部４４、４６を受入れるために構成される窪み４４′、
４６′を有する十字形の卵の容器のような構成になるよ
うに縁部が切り取られかつ組立てられる。したがって、
工具４５の主な目的は、工具４０を工具３０から取り除
くときに工具４０を支持することである。
【００３０】図１のブロック１１８によって示される本
発明の方法の第５の工程は、図２（ｅ）に図示されるシ
ヤタイ合板工具５０、５０′の製造を含む。シヤタイ合
板工具は、表面５１、５１′を有する第１の部分が互い
に面する状態で、互いに隣接して配置される２つのＬ字
形の部材を含む（図２（ｆ）参照）。各々のＬ字形部材
の第１の部分は長手方向の軸ＬＬの境界を定め、第１の
部分に対して垂直に配置されかつ長手方向の軸ＬＬに関
して垂直な方向に延在する複数の間隔のあけられた平行
な溝５３、５３′を有する第２の部分５２（５２′）を
含む。この溝は実質的に平坦な側壁を有し、ゴム合板工
具４０の溝４４の形状と実質的に同じ形状を有する半円
形のトラフとして構成される。
【００３１】シヤタイ合板工具５０、５０′は、工具３
０の被作業物係合面３２を用いて作られる。表面３２
は、第１の複数の隆起部３４に関して横方向に延在しか
つそれに交差するブレード形の隆起部３６を含む。ブレ
ード形の隆起部３６は通常シヤタイとして既知である。
シヤタイモールドは、隆起部３６と隆起部３４を交差す
る領域とを室温硬化ポリエステル樹脂で湿らせた乾燥繊
維ガラス布のシートで覆うことによって作られる。シー
トを硬化させた後、工具３０からシヤタイ工具を取り除
く。
【００３２】本発明は、図３に示される前桁および後桁
部材を作るための前桁および後桁工具を製造するため
に、シヤタイ合板工具５０、５０′の形成に関して上で
説明した手順と同様の手順を用いることを企図する。桁
部材を得るための前桁および後桁工具の形成を含むさら
なるプロセスの工程は、図１のブロック１１９によって
示される。
【００３３】図１のブロック１２０に示される本発明の
方法の第６の工程は、繊維強化複合材料の複数の層をＬ
字形の部材５０、５０′の各々の上に置き、前記層を、
第１の部分５１、５１′に対応するウェブ部分と第２の
部分５２、５２′に対応するフランジ部分とを備える一
般にＬ字形の断面の長細い形状にすることによって２つ
のＬ字形部材６５、６５′（図２（ｆ）に図示）を形成
することを含む。
【００３４】各々のＬ字形部材を形成するために複数の
繊維強化複合材料層を配置することは、繊維強化複合材
料を表面５１、５１′および半円形トラフ５３、５３′
上に置くことによって行なうことができる。工具５０、
５０′は表面５１、５１′で互いに付着され、これによ
り１つの一体のＴ字形シヤタイ部材７０（図２（ｇ）に
図示）が形成される。Ｔ字形シヤタイ部材は同時に形成
されても別々に形成されてもよく、これらの部分は形成
された後凍結される。その後、これらは分離されかつこ
れらの部分は工具から取り除かれる。
【００３５】本発明は、図３に示される前桁および後桁
部材の製造に関連するＴ字形部材の形成に関して上で説
明したものと同様の手順を用いることを企図する。前桁
および後桁部材の形成を含むさらなるプロセスの工程
は、図１のブロック１１９によって示される。
【００３６】図１のブロック１２２によって示される本
発明の方法の第７の工程では、Ｔ字形シヤタイ部材７０
は、図２（ｇ）に示されるように、ゴム工具４０に設け
られる交差溝４４に挿入される。この配置により、形成
されたＴ字形シヤタイ部材は、これから形成される外皮
の反対側の内面に沿って長手方向に配置される。
【００３７】Ｔ字形部材７０は、外皮部分に対して硬化
され、１つの一体の耐負荷構造を形成する。この工程を
行なえば、前桁および後桁をゴムパッド４０の対応する
溝に挿入することができるであろう（図１のブロック１
２３参照）。
【００３８】図１のブロック１２４に示される本発明の
方法の第８の工程は、内皮部分の形成を含む。これは、
複数の繊維強化複合材料シート８２をゴム合板工具４０
の上面に置き、工具３０の表面に対応する表面を形成す
ることによって行なうことができる（図２（ｈ）に図
示）。
【００３９】複合材料シート８２は、ゴム合板工具４０
の輪郭のつけられた表面上に置かれ、複合材料がゴム合
板工具の溝の輪郭およびＴ字形シヤタイのスロットに沿
うように手またはオートメーション化された機械によっ
て下方向に圧力がかけられる。一旦圧力がかけられて適
切な位置にくると、繊維強化複合材料の層は、１つの一
体の耐負荷パネルを形成する。
【００４０】図１のブロック１２６によって示される本
発明の方法の第９の工程は、外皮部分の形成を含む。こ
れは、繊維強化複合材料シート９２の複数の層を、ゴム
合板工具４０の溝に対して下方向に圧力をかけずにシー
ト８２の頂部に置くことによって行なうことができる
（図２（ｉ）に図示）。
【００４１】図Ａ−Ａは、工具４５上のゴムパッド４０
上で結合して組立てられる頂部複合材料シート９２およ
び底部複合材料シート８２を示す図２（ｉ）に示される
アセンブリの一方の端部に沿った図である。図Ａ−Ａ
は、底部シート８２が溝またはチャネルの形成物を含む
ゴムパッド４０の輪郭に沿っている一方、頂部シート９
２は単に底部シートの頂部にありかつそれを覆っている
だけであり、底部シートのチャネルの形成物のための覆
いを形成していることを示している。
【００４２】一方向の繊維強化複合材料からなるロービ
ング９３は、内皮８２と外皮９２との接合部に配置され
る。ロービング９３は、アセンブリにおいて各々の隆起
部４４の方向に長手方向に延在し、Ｔ字形の桁とシヤタ
イと内皮との間の空隙率またはボイドを増加させないよ
うな役割を果たす。
【００４３】したがって、互いに間隔があけられかつ互
いに平行に延在する中空の長手方向に延びるＵ字形チャ
ネル状ストリンガまたはスティフナと、スティフナに対
して横方向に延在しかつスティフナを係合する複数のシ
ヤタイ部材との一体構造が形成される。
【００４４】図１のブロック１２８によって示される本
発明の方法の第１０の工程は、図２（ｉ）に示される組
立てられた構造を結合工具１００の頂部に配置すること
を含む（図２（ｊ）に図示）。そのような配置は、まず
最初に結合工具１００を支持構造４５の上に載せられて
いる組立てられた構造の頂部に配置し、その後、工具１
００が底部になりかつ組立てられた構造が頂部になるよ
うにこれらの構成要素を１８０°回転させる（すなわ
ち、裏返しにする）ことによって行なわれる。
【００４５】なお、結合工具１００の表面１０３の形状
は平坦な表面であるが、本発明はいかなる形状および輪
郭の結合工具、および繊維強化複合材料を硬化させるの
に必要な温度および圧力に耐えることができるいかなる
材料からもなる結合工具を作ることを企図する。
【００４６】一体に組立てられた構造を結合工具１００
上に配置した後、予め作られた高温の継ぎ目なし袋状チ
ューブ１０１（図２（ｋ）に図示）が中空の長手方向に
延びるＵ字形チャネル状スティフナに挿入される。袋状
チューブの長さは、各々の端部をゴム工具４０の縁部の
境界を超えるように延在させることによって決定され
る。
【００４７】図１のブロック１３０によって示される本
発明の方法の第１１の工程は、袋状チューブの膨張のた
めに結合工具１００の表面を準備することを含む（図２
（ｌ）に図示）。真空膨張に用いるために設計される密
閉用（シーラント）テープ１０２を、ゴム合板工具４０
の境界の外側の結合工具１００の周辺、および継ぎ目な
し袋状チューブ１０１の下側と結合工具の表面との間に
配置する。
【００４８】その後、密閉用テープを袋状チューブ１０
１の外側に巻き、結合工具１００の上の密閉用テープと
つなげる。膨張プロセスの間に排気するのを助けるため
に、ゴム合板工具の頂部に通気材料を置き、結合工具１
００の周辺にマニホールドを形成する。当業者は、これ
と同じ結果を生み出すために種々の膨張法を用いること
ができる。
【００４９】その後、ゴム合板工具１００の上に袋状フ
ィルムを置き、縁部は密閉用テープによって密閉され、
気密の袋状物またはチャンバを形成する。従来の設計の
真空弁を袋状物に設置する。真空弁は一般に、自動的に
位置決めされるネジ切りされた固定ピンを備える２ピー
スのアセンブリである。空気は内部チャンバから排出さ
れ、袋状物と結合工具１００との間が真空になる。真空
により、層に圧力が加えられ結合されること、および残
留溶媒、低分子量の樹脂成分、または閉込められた空気
となり得る余分な揮発性物質を取り除くことという二重
の利点が得られる。
【００５０】図１のブロック１３２によって示される本
発明の方法のその次の工程は、結合工具１００をオート
クレーブに入れることを含む（図２（ｍ）参照）。ここ
で、構造は、実質的に９０ｐｓｉの圧力で実質的に９０
分間、実質的に約２５０°Ｆないし実質的に約３５０°
Ｆの範囲の温度に曝される。
【００５１】図１のブロック１３４によって示される本
発明の方法の最後の工程は、新しく硬化され一体に形成
され構造的に強化されたパネルアセンブリ１５０をオー
トクレーブから取り出し、その後、排気装置および袋状
膨張材料を取り除くステップを含む（図２（ｍ）参
照）。
【００５２】前桁および後桁３５、３５′を含むための
工程１１９、１２１および１２３を含む本発明の方法に
従って作られるパネル構造の別の実施例３００は、図３
により特定的に示されている。単一パネルアセンブリ
は、中空のＵ字形の冠形スティフナ部材３１０と、外板
３３０に固定される横方向に延在するシヤタイ３２０と
を含む。図２（ｍ）に示されるように、外板は実質的に
平坦または平面であってもよく、単純または複雑に湾曲
していてもよい。シヤタイの各々は、スティフナ部材を
係合しかつそのスティフナ部材を外板上でそれら自身の
相対的配列でしっかりと保持する間隔のあけられたＵ字
形の窪み３２４を備えて形成される。
【００５３】図４は、翼構造４００を形成するための構
成要素の分解図である。図示されるように、図３に示さ
れるタイプの２つのパネルアセンブリの構造が対向して
互いに面する関係で配置され、固定プレート４３０およ
び従来の固定手段を用いて互いに固定される。
【００５４】本発明によって達成される利点の中には、
モールドの本体の構成および構造をより単純にできるこ
と、およびモールドの本体はいかなる機械動作も必要と
しないことがある。さらに、オートクレーブにおいて複
合パネル構造を硬化するための準備には、硬化プロセス
の前および硬化プロセスの間にパネル構造の部分を適切
な位置に保持するために従来のプロセスでは典型的には
用いられるマンドレルを用いる必要がない。
【００５５】したがって、本発明によれば明らかに、積
層物の超塑性形成を促進する新規なチャネルを有する積
層物だけでなく、チタン合金、またはそれと同様の材
料、加工品のシートの積層物において気体を通すチャネ
ルを形成する方法が提供され、それによって、上述の目
的、目標および利点が十分に満たされる。本発明をその
特定の実施例に関して説明したが、上述の説明を考慮す
ると多数の変形例、代替例および変更例が当業者に明ら
かであることは明白である。したがって、前掲の特許請
求の範囲の意図および範囲内にあるそのような変形例、
代替例および変更例はすべて本発明に含まれるものとす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実行する際に企図される工程の
順序を示すフロー図である。
【図２】（ａ）〜（ｍ）は、本発明を実行する間に起こ
ることの順序を示す図である。
【図３】本発明の方法を実行することによって作ること
ができるパネルアセンブリの一実施例を示す図である。
【図４】本発明に従って作られるパネル構造を組立てる
ことによって作ることができる翼のトルクボックスを示
す図である。
【符号の説明】
３５ 前桁 ３５′ 後桁 ３１０ スティフナ部材 ３２０ シヤタイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ・オー・シェリック アメリカ合衆国、74137 オクラホマ州、 タルサ、サウス・トレド・アベニュ、8352

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 繊維強化複合パネル構造を形成するため
    の方法であって、 第１の外板部材と、第２の外板部材と、前記第１および
    第２の外板部材の間に配置される複数の平行な閉じられ
    たチャネル手段とを含むアセンブリを形成するステップ
    を含み、 前記第１および第２の外板部材は、繊維強化複合材料を
    含み、 まず前記チャネル手段内に第１の袋状膨張材料を配置し
    かつ前記アセンブリの周りに第２の袋状膨張材料を配置
    し、さらに前記第１および第２の袋状膨張材料を膨張さ
    せることによって、オートクレーブでの硬化のために前
    記アセンブリを準備するステップと、 結合されたパネル構造を得るためにオートクレーブにお
    いて前記アセンブリを硬化するステップとをさらに含
    む、方法。
  2. 【請求項２】 第１の袋状膨張材料を前記チャネル手段
    に配置する前記ステップは、前記アセンブリを硬化させ
    た後の前記チャネル手段の所望の形状を予め決定するス
    テップと、前記チャネル手段の前記予め定められた所望
    の断面形状に対応する膨張された断面形状を有する前記
    チャネル手段に膨張可能な袋状物を挿入するステップと
    を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記チャネル手段内に配置される前記膨
    張可能な袋状物は、一旦前記袋状物が膨張すると、チャ
    ネルの形状を決定する、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 第１の実質的に平坦なシート部材を備
    え、前記第１のシート部材は繊維強化複合材料を含み、 繊維強化複合材料からなる第２のシート部材をさらに備
    え、前記第２のシート部材は、複数の平行なチャネル状
    の補強部材と、前記補強部材に関して直角をなして延在
    する複数の強化部材とを含み、 前記第１および第２のシート部材は硬化プロセスによっ
    て互いに結合され、この硬化プロセスの間には補強部材
    のチャネルの形状を維持するためにマンドレルは使用さ
    れない、耐負荷構造アセンブリ。
  5. 【請求項５】 前記第１のシート部材の対向する縁部に
    隣接する桁部材をさらに備え、前記桁部材は前記強化部
    材に関して平行に延在する、請求項４に記載の構造アセ
    ンブリ。
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