傾斜した補強材並びにそれを形成する装置および方法
丸みを付けた肩部を有する、Ｃ字状断面のコンポーネントを形成するダイツールは、第１および第２の外側ダイであって、各外側ダイは、丸みを付けた丸め部分でフランジ部分に結合し、かつ各フランジ部分が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、截頭円錐状部分、並びに第１および第２外側のダイ間に配置した、円柱状の外側支持ダイを有する、該第１および第２の外側ダイを備える。ダイツールは、さらに、第１および第２の内側ダイであって、各内側ダイは、丸みを付けた丸め部分で周面に結合し、かつ円錐状表面が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、ほぼ円錐状の表面を有するディスク、並びに第１および第２の内側ダイ間に配置した、円柱状の内側支持ダイを有する、該第１および第２の内側ダイを備える。第１および第２の内側ダイ並びに内側支持ダイは、第１および第２の外側ダイにおけるフランジ部分間に離間させて配置し、形成すべきＣ字状断面のコンポーネントの所望断面に対応するキャビティを画定する。内側および外側のダイにおける、丸みを付けた丸め部分は、内側および外側のダイの周縁に沿って変化する曲率半径を有し、内側および外側のダイは、回転可能とし、これにより、キャビティにおける丸みを付けた肩部の曲率半径は、ダイが回転するに従って変化するよう構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例えば、航空宇宙産業における複合構造体の作製にあたり、構造部材を、しばしば、複合スキンに取り付け、スキンの強化を行う。このような構造部材は、しばしばストリンガーまたは補強材と称される、ほぼ細長い補強部材を有することがある。
【背景技術】
【０００２】
航空宇宙産業における典型的な補強材の使用例は、航空機の翼の作製においてであり、この場合、複合ストリンガーを、翼カバーまたはスキンの内面に取り付ける。ストリンガーまたは補強材は、様々な断面形状となるよう形成することができるが、一般にＴ字状断面に形成する。一般にＴ字状断面の補強材は、平坦な、未硬化予含浸させた（プリプレグの）複合積層体（以下「ラミネート」と称する）から製造し、これをＬ字状断面に形成、次いで、このＬ字状断面形状体を背中合わせに圧縮して、所望のＴ字状断面形状体を製造する。このことにより、容易に平坦な複合スキンに取り付けられる、Ｔ字状断面の補強材を製造する。しかし、複合スキンの厚さを変化させ、所望のように、局所的にスキンの強度を変化させることは、ますます一般化している。厚さの変化は、ストリンガーを取り付けるべき複合スキンにわたる、傾斜した、または平坦でない断面部分を生ずる。
【発明の概要】
【０００３】
細長い補強材を、傾斜したスキン表面に適合させるよう形成するためには、補強材を、個別のＬ字状断面または完成したＴ字状断面に形成した後、所要の形状に変形しなければならない。このことは、補強材を、当初の平面状ラミネートの２次元部分ではなく、３次元断面にわたり変形することを含むので、ラミネートの一部を圧縮するＴ字状断面の補強材において、しわを生ずることがよくある。このようなしわは、局所的な応力集中ポイントを生じ、したがって、補強材の全体的な強度を低下させ、またそのため、補強材を、そうでない場合に必要な大きさよりも一層大きく形成しなければならず、さらに、Ｌ字断面部分が、背中合わせに圧縮して、所要のＴ字状断面の補強材を形成するのを阻害するおそれもある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、このような補強材を、しわ形成の問題を生ずることなく、形成できるようにすることは、有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の様態によれば、丸みを付けた肩部を有する、Ｃ字状断面のコンポーネントを形成するダイツールを提供し、このダイツールは、
第１および第２の外側ダイであって、各外側ダイは、丸みを付けた丸め部分でフランジ部分に結合し、かつ各フランジ部分が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、截頭円錐状部分、並びに第１および第２の外側ダイ間に配置した、円柱状の外側支持ダイを有する、該第１および第２の外側ダイと、および、
第１および第２の内側ダイであって、各内側ダイは、丸みを付けた丸め部分で周面に結合し、かつ円錐状表面が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、ほぼ円錐状表面を有するディスク、並びに第１および第２内側のダイ間に配置した、円柱状の内側支持ダイを有する、該第１および第２の内側ダイと
を備え、
第１および第２の内側ダイ並びに内側支持ダイは、第１および第２の外側ダイにおけるフランジ部分間に離間させて配置し、形成すべきＣ字状断面のコンポーネントの所望断面に対応するキャビティを画定し、また
内側および外側のダイにおける、丸みを付けた丸め部分は、内側および外側のダイの周縁に沿って変化する、曲率半径を有し、
内側および外側のダイは回転可能とし、これによりキャビティにおける丸みを付けた肩部の曲率半径は、ダイを回転するに従って変化するよう構成する。
【０００６】
好適には、内側および外側ダイ両方の離間距離は可変とする。内側および外側両方のダイの離間距離は、ダイが回転するに従って変化するよう構成することができる。
【０００７】
付加的または代替的に、内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方の長さを可変とする。内側および外側支持ダイの長さを、内側および外側のダイの離間距離に従って変化するよう構成することができる。
【０００８】
内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方は、縦方向軸線に対して直交しない少なくとも１個の端面を有し、支持ダイの円柱状表面の長さは、周縁の周りに変化することができるようにする。
【０００９】
付加的または代替的に、隣接する内側および外側のダイの回転軸線を、互いに平行にすることができる。
【００１０】
付加的または代替的に、各内側および外側のダイそれぞれの回転軸線を、対応する他方の内側および外側のダイの回転軸線に対して、傾けることができる。
【００１１】
本発明の他の様態によれば、丸みを付けた肩部で中央ウェブに結合した外側フランジを有する、繊維補強複合材のＣ字状断面の素子を形成する方法であって、丸みを付けた肩部の曲率半径を、形成したＣ字状断面の素子における長さに沿った１個のポイントにおいて、他のポイントよりも大きくなるよう形成する、方法を提供し、この方法は、
繊維補強複合材料の細長い部分を、本発明の上述の様態によるダイツールのキャビティに通過させるステップと、および、
丸みを付けた肩部の曲率半径を変化させるよう、内側および外側のダイを回転するステップと
を有する。
【００１２】
本発明の別の様態によれば、本発明の上述した様態の方法によるＣ字状断面の素子を形成するステップと、および、これに続く、Ｃ字状断面の素子を、中央ウェブの中心軸線に沿って折り込むステップとを有する、Ｔ字状断面の補強材を形成する方法を提供する。
【００１３】
本発明の別の様態によれば、本発明の上記様態の方法により形成した、繊維補強複合材のＴ字状断面の補強材を提供する。
単に非限定的な例示である本発明の実施例を、以下に添付図面につき記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】Ｔ字状断面の補強材を取り付けた、平面状の複合スキンの一部を示す図である。
【図２】背中合わせにした２個のＬ字状断面の素子により形成した、Ｔ字状断面の補強材の一部を示す図である。
【図３】平面状ラミネートから、Ｌ字状断面の素子を形成することを示す概略図である。
【図４】複合スキンにおける平坦でない部分に対する従来技術による、Ｔ字状断面の補強材を配置することを示す概略図である。
【図５】従来技術による、隣接するＬ字状断面の補強材素子における、しわ形成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施例による、曲率の異なる半径を有する、Ｌ字状断面の素子を示す概略図である。
【図７】本発明により形成した、Ｔ字状断面の補強材を示す概略図である。
【図８】本発明により形成した、Ｃ字状断面の補強材を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態によるダイツールの第１形態を示す概略図である。
【図１０】図９に示したダイツールの第２形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、航空機における翼カバーなどの、複合スキン２の一部を概略的に示し、この複合スキン２には、従来技術で周知のように、Ｔ字状断面の補強材４を取り付けている。補強材４を取り付けている航空機の翼カバー２の表面は、平面であり、このことは、補強材４は、取り付け表面にわたり、それに応じて平坦にすることのみが必要であることを意味する。
【００１６】
図２は、補強材４の端部部分を、より詳細に示しており、Ｔ字状断面の補強材の典型的な製作方法を示す。完成した補強材４は、実際には、背中合わせに結合した、２個の個別Ｌ字状断面の細長い素子６を有する。Ｌ字状断面の素子６を、複合ラミネート８（図３を参照）における細長い平面状部分から形成し、複合ラミネート８を、一連のローラーおよびダイ９を通し、ローラーおよびダイ９は、細長いラミネートの一部を、ラミネートの残りの部分に対して、徐々に約９０°に曲げるように構成し、このようにして、図２に示されるようなＬ字状断面の素子６を形成する。平面状の複合ラミネートは、ローラーおよびダイ８を通過させる直前、または、通過しているとき、加熱し、ラミネートの曲げを容易にする。この曲げ作用の結果として、図２に示したＬ字状断面の要素６は、丸みのあるエルボ１０を有する。
【００１７】
図４は、断面において、より典型的な、複合スキン２´および補強材４の構成を、概略的に示す。より典型的な配置において、複合スキン２´は、平面ではなく、異なる厚さ部分２ａ‐２ｄを有し、これら異なる厚さ部分は、より高い、または、より低い強度の複合スキンが要求される領域において設ける。図４に示すように、したがって、当然のことながら、従来技術の、平面の、補強材４は、若干変形させずには、傾斜した形状の複合カバー２′に適合させることができない。Ｔ字状断面の補強材を、変形し、また傾斜した形状の複合カバー２′に適合させる際、変形は、異なる厚さの複合スキン部分間の交点において、Ｔ字状断面における垂直部分の断面における圧縮または伸張のいずれかを含むので、個々のＬ字状断面の素子６におけるしわ形成が、起こりやすい。このことを、図５に示し、この場合、各Ｌ字状断面の素子６が、最終的なＴ字状断面の補強材を形成するよう互いに突き合わせるべき表面に形成された細長い皺１２を有、することを示す。これらしわ１２があると、個別のＬ字状断面の素子が、互いに完全に衝合するのを阻害し、したがって、２個のＬ字状断面の素子間における接合強度を低減し、またさらに、応力集中のような既知のプロセスにより、補強材４に脆弱性が内在することを誘発する。
【００１８】
上述した、Ｌ字状断面の素子、または、最終的なＴ字状断面の補強材における変形は、Ｌ字状断面の素子における曲率半径を変化させることにより回避することができ、なぜなら、曲率半径を変化させることにより、補強材の全体高さに関して、補強材の足（補強材における複合スキンに取り付ける部分）の相対的な高さを変化させるという効果を有するからである。この効果を、図６に示し、この場合、２個のＬ字状断面素子の断面を線図的に示し、一方の曲率半径は、他方よりも大きい。上述のように、補強すべき複合スキンに取り付けることを意図した、補強材の平面状部分を、補強材の足（フット）と称し、一方、他方の平面部分における高さ部分を、一般に、補強材のブレードと称する。足の幅に、足とブレードとを結合する湾曲した部分の曲率半径を加えた値に等しい、補強材における全体幅は、しばしば、補強材のコードと称される。図６に示した断面図において、各Ｌ字状断面におけるブレードの寸法をｂ、足の幅をｆ、コードをｃで表す。ブレード頂部から、足のレベルまでを測定した、補強材の全体高さをｈで表す。多くの用途において、一般に、補強材のコードは、一定に保つことが好適であり、このことを図６に示す。図６の左側におけるＬ字状断面の素子は、より小さい半径ｒを有するよう示し、補強材のコードｃ＝ｒ＋ｆである。図６の右側におけるＬ字状断面の素子において、結合している部分の曲率半径は、３ｒに増加されている。しかし、コードｃを一定に保つことが望ましいので、足の幅ｆは、減少させており、ブレードの高さb′に関しても同様のことが言える。しかし、図６における右側の補強材における、補強材における全体の高さは、ｈ′＝ｂ′＋３ｒであり、高さがｈ＝ｂ＋ｒである左側の補強剤における全体の高さよりも大きい。したがって、正味の影響は、より大きな曲率半径を有するＬ字状断面の素子における足が、より小さな曲率半径を有する補強材の足よりも低いレベルになるということであり、したがって、変形の問題を受けることなく、傾斜したスキンに取り付けることができる補強材を作製することができる。このような補強材の例を、図７に示し、そこにおいて、ブレードｂおよび足ｆに隣接する部分の曲率半径が最大である部分において、足のレベルは曲率半径が減少した部分よりも低いことがわかる。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、例えば、図７に示した補強材は、Ｃ字状またはＵ字状の断面（効果的には、２個のＬ字状断面の素子をブレードの端縁を互いに接合する）を有する、細長い素子を形成し、また、つぎに、Ｃ字状断面の細長い素子を、その長さに沿って折り込むことによって、所望のＴ字状断面の補強材を形成する。本発明の実施形態により形成した、このようなＣ字状断面の細長い素子を、図８に示す。図８の破線２４により示す中心軸線に沿って折り込むとき、中央ウェブ２２として、図８に示すＣ字状断面の素子２０は、図７に示した補強材の中央ブレード２６を形成する。中央ウェブ２２の各々の端縁で隣接するのは、最終的に形成されるＴ字状断面の補強材における足部分に対応する、各フランジ２８である。図６において線図的に示したように、フランジ２８は、丸みを付けた丸め部分で中央ウェブ２２に結合している。当然のことながら、フランジ２８および中央ウェブ２２は、単独の、連続した複合材料ピースから形成する。図８に示したＣ字状断面の素子２０は、視覚的に、個別の部分Ａ〜Ｅに区分できる。部分ＡおよびＥは、フランジ２８および中央ウェブ２２の間で、最小の曲率半径を有し、一方、部分Ｃは、最大の曲率半径を有し、したがって、部分Ｃにおけるフランジ部分は、外観上、部分ＡおよびＥのフランジ２８に対して外方に変位する。Ｃ字状断面の素子を、中心軸２４に沿って折り込むとき、部分Ｃにおけるフランジ２８のこの外方変位は、Ｔ字状補強材における傾斜ダウン部分となる。部分ＣとＡおよびＥとの間に存在する、部分ＢおよびＤにおける、フランジ２８と中央ウェブ２２との間の曲率半径は、最大と最小値との間の関連した曲率で変化し、滑らかな遷移部分となり、遷移部分は、最終的なＴ字状断面の補強材において、最小値または最大値のいずれかの一定曲率半径を有する部分に対して、足を配置する平面に対して傾斜する平面に、足を配置する部分に対応する。
【００２０】
図８に示すＣ字状断面の素子２０を、本発明の実施形態によって、冷間形成技術を用いて製造し、この場合、均一断面を有するＣ字状断面の細長い素子は、中央ウェブ２２とフランジ２８の間における所望の曲率半径を付与するよう形成したダイツールに通過させる。本発明の実施形態による、好適なダイツールを図９および１０に示す。図９につき説明すると、ダイツール３０は、Ｃ字状断面の素子における所望の断面に対応するキャビティを形成するよう構成した、一組の個別ダイよりなるセットを備え、Ｃ字状断面の素子を、キャビティに挿通し、所望の最終的な断面を付与する。図９において、キャビティは、所定位置に配置したＣ字状断面の素子２０とともに示す。ダイツール３０は、１対の内側ダイ３２、１対の外側ダイ３４、内側支持ダイ３６および外側支持ダイ３８を備える。各外側ダイ３４は、截頭円錐状部分４０、およびフランジ部分４２を有し、このフランジ部分４２は、フランジ部分と截頭円錐状部分との間に形成した丸みを付けた丸め領域４４を有する。円形のフランジ部分４２の内面は、やはり截頭円錐体を画定するが、この截頭円錐体の「底面（ｂａｓｅ）」に対する傾斜角は、截頭円錐状部分４０の「底面」に対する傾斜角よりも相当小さく、これにより、円形フランジ部分４２および截頭円錐状部分４０の傾斜面は、互いに、ほぼ９０°の角度をなす。丸め領域４４の曲率半径は、外側ダイの周囲にわたり、最小値と最大値との間で変化する。好適な実施形態において、また図９および１０に示した実施形態において、曲率半径が最小値および最大値となるポイントは、外側ダイの表面で、互いに対向する側に位置する、すなわち、これら最小値および最大値の位置は、互いに１８０°の角度離れており、曲率半径の変化率は、最小値と最大値との間で一定である。
【００２１】
しかし、曲率半径の最小値および最大値の角度的変位位置、および曲率半径の変化率を、本発明の代替的な実施形態においては、その他のものにすることができると理解されたい。各外側ダイ３４は、フランジ部分４２が最外側となるよう指向させ、外側ダイは、互いに対称的に配置する。外側支持ダイ３８を、２個の外側ダイ３４間に位置するよう構成する。外側支持ダイは、両側の端部が平坦な截頭円柱体により構成し、両側の平坦な端部は、外側支持ダイ３８の縦方向軸線に対して反対向きに傾斜させ、これにより、外側ダイの外周面に沿う端面間の距離は最小値と最大値との間で変化し、最小値および最大値が生じるポイントが、好適には、１８０°の角度だけずれるようにすることができる。内側支持ダイ３８の外周面、各外側ダイ３４における截頭円錐状部分４０の外周面、外側支持ダイにおける丸め領域４４の表面、および、フランジ部分４２の内側支持ダイは、全体として、Ｃ字状断面の素子２０を挿通すべきキャビティの外側境界を画定する。
【００２２】
各内側ダイ３２は、ディスク状部分４６を有し、このディスク状部分における、隣接する外側ダイのフランジ部分４２に対面する側の表面を、ほぼ円錐形とし、この表面の傾斜角度は、傾斜していないディスク状部分４６の底面と比べて比較的小さくする。第２丸め領域４８を、ディスク状部分４６の周面と傾斜面との間に形成し、第２丸め領域の曲率半径は、外側ダイ３４の丸め領域４４と類似して、最小値と最大値との間で変化する。内側ダイ３２を、互いに離して配置されたダイツール３０内に配置し、各内側ダイの平坦な底面を互いに対向させ、また内側ダイ３２を外側ダイ３４のフランジ部分４２間に配置する。内側ダイ３２の外方端縁間には、内側支持ダイ３６を配置する。この内側支持ダイは、２個の截頭円柱状部分５０により構成し、各截頭円柱状部分は、互いに隣接する端面５２を有する。截頭円柱状部分５０の縦方向軸線に対する端面５２の角度は、同一とし、（図９に示すような）第１形態において、２個の個別截頭円柱状部分５０は、互いに隣接して配置し、各端面は、互いに平行であり、かつ互いに接触する。各截頭円柱状部分５０相互は、それらの中心軸線の周りに、相対回転可能に構成する。
【００２３】
内側および外側のダイそれぞれを、それらの中心軸線の周りに回転可能に構成する。図９および１０に示した実施形態において、内側および外側のダイそれぞれには、それぞれの中心軸線と一致するスタブ回転軸を形成する。外側支持ダイ３８も、その中心軸線の周りに回転可能に形成する。図９に示した形態においては、内側ダイ３２および外側ダイ３４は、それぞれ、曲率半径が最大である、外側ダイ３２および内側ダイ３４における、第１および第２丸め領域４４，４８の各ポイントが、互いに対向するよう指向させる。したがって、一方で、内側ダイ３２と内側支持ダイ３６との間に、他方で、外側ダイ３４と外側支持ダイ３８との間に、形成されたキャビティは、図８の領域Ｃで示された、Ｃ字状断面の素子２０の断面に対応する。所望のＣ字状断面の素子を作製するために、予め形成した細長い素子を、個々のダイの固定具によりダイツールにより画定されたキャビティに強制的に通過させる。図６に戻って説明すると、補強材における湾曲した部分の曲率半径が、最大値をとる場合、一定のコードｃの補強材に対し、ブレードの高さｂ′は、最小であることを想起されたい。所望の結果としてのＣ字状断面の素子２０における中央ウェブ２２の幅は、ブレードの高さの２倍に相当する（したがって、結果として生じる補強材は、その中心軸線に沿って、Ｃ字状断面の素子を折り込むことにより形成される）。したがって、外側支持ダイ３８は、図９に示した形態となるよう回転し、これにより、Ｃ字素子を押し出し成形するキャビティを画定するのに寄与する、その外周面の長さは、最小の長さである。したがって、内側支持ダイ３６における個別の截頭円柱状部分５０は、相対回転し、各端面５２が平行かつ互いに接触し、したがって、内側支持ダイの全長を最小化する。側方フランジ２８と中央ウェブ２２との間で最小の曲率半径を有する、Ｃ字状断面の素子を作製するためには、内側ダイ３２および外側ダイ３４を、それぞれの中心軸線周りに回転し、互いに対向する、Ｃ字状断面を押し出し成形すべきキャビティを画定する、各丸め領域における曲率半径は、最小値にする必要がある。これは、図１０に示した形態である。上述のように、フランジ２８と形成すべきＣ字状断面における中央ウェブ２２との間の曲率半径が最小値で、一定のコード長さを有する場合、ブレードの高さ、および、したがって、中央ウェブ２２の幅は最大、すなわち、図９に示した反対形態に対してよりも大きくなる。したがって、内側および外側のダイにおける各対が回転するとき、それらの離間距離を変化できるよう構成することが必要である。複合した回転および並進運動を達成するための、所望の機械的な実装は、本発明の範囲の中に含まれず、創造力を発揮することなく当該技術分野における当業者の技術的能力の範囲内である。内側ダイ３４および外側ダイ３６の離間距離は、図９に示した形態に比べて、図１０に示した形態において増大するので、それらの間におけるキャビティを画定するそれらの表面における、内側支持ダイ３６および外側支持ダイ３８の長さも、好適には増加させる。このことは、外側支持ダイ２８に対しても、その中心軸線の周りに回転させ、その最長の周面がキャビティの境界となるようにすることにより、達成される。内側支持ダイ３６は、個別の截頭円柱状部分５０を、相対回転させることにより、全長を増大させ、このことは、それらの対向端面５２により、個別の截頭円柱状部分５０を、互いに遠ざからせる。個別の截頭円柱状部分５０を回転させる方法は、やはり本発明の範囲外であり、当該技術分野における当業者が良く適用するように、実装することができるが、図１０に示したように、中心軸５４上に個別の円柱状部分５０を実装することにより、達成することができる。
【００２４】
図８に部分ＢおよびＤとして示した、Ｃ字状断面の素子２０における遷移部分は、内側ダイ３２および外側ダイ３４を互いに、また、外側支持ダイ３８および内側支持ダイ３６における個別の円柱状部分５０の回転と同時に回転することにより、達成することができるとともに、Ｃ字状断面の素子は、ダイにより形成されるキャビティに通過させる。一定の曲率半径、すなわち、Ｃ字状断面の素子における断面が、必要である場合はいつでも、ダイツールの様々なダイを、固定具に保持するとともに、Ｃ字状断面は、キャビティに押し出成形する。
【００２５】
本発明の実施形態におけるダイツールによれば、したがって、変化させて作製することができる、ブレードと足部分との間の曲率半径が変化するＣ字状断面の素子を作製でき、したがって、足の高さが変化するＴ字状断面の補強材を作製することができる。
【技術分野】
【０００１】
例えば、航空宇宙産業における複合構造体の作製にあたり、構造部材を、しばしば、複合スキンに取り付け、スキンの強化を行う。このような構造部材は、しばしばストリンガーまたは補強材と称される、ほぼ細長い補強部材を有することがある。
【背景技術】
【０００２】
航空宇宙産業における典型的な補強材の使用例は、航空機の翼の作製においてであり、この場合、複合ストリンガーを、翼カバーまたはスキンの内面に取り付ける。ストリンガーまたは補強材は、様々な断面形状となるよう形成することができるが、一般にＴ字状断面に形成する。一般にＴ字状断面の補強材は、平坦な、未硬化予含浸させた（プリプレグの）複合積層体（以下「ラミネート」と称する）から製造し、これをＬ字状断面に形成、次いで、このＬ字状断面形状体を背中合わせに圧縮して、所望のＴ字状断面形状体を製造する。このことにより、容易に平坦な複合スキンに取り付けられる、Ｔ字状断面の補強材を製造する。しかし、複合スキンの厚さを変化させ、所望のように、局所的にスキンの強度を変化させることは、ますます一般化している。厚さの変化は、ストリンガーを取り付けるべき複合スキンにわたる、傾斜した、または平坦でない断面部分を生ずる。
【発明の概要】
【０００３】
細長い補強材を、傾斜したスキン表面に適合させるよう形成するためには、補強材を、個別のＬ字状断面または完成したＴ字状断面に形成した後、所要の形状に変形しなければならない。このことは、補強材を、当初の平面状ラミネートの２次元部分ではなく、３次元断面にわたり変形することを含むので、ラミネートの一部を圧縮するＴ字状断面の補強材において、しわを生ずることがよくある。このようなしわは、局所的な応力集中ポイントを生じ、したがって、補強材の全体的な強度を低下させ、またそのため、補強材を、そうでない場合に必要な大きさよりも一層大きく形成しなければならず、さらに、Ｌ字断面部分が、背中合わせに圧縮して、所要のＴ字状断面の補強材を形成するのを阻害するおそれもある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、このような補強材を、しわ形成の問題を生ずることなく、形成できるようにすることは、有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の様態によれば、丸みを付けた肩部を有する、Ｃ字状断面のコンポーネントを形成するダイツールを提供し、このダイツールは、
第１および第２の外側ダイであって、各外側ダイは、丸みを付けた丸め部分でフランジ部分に結合し、かつ各フランジ部分が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、截頭円錐状部分、並びに第１および第２の外側ダイ間に配置した、円柱状の外側支持ダイを有する、該第１および第２の外側ダイと、および、
第１および第２の内側ダイであって、各内側ダイは、丸みを付けた丸め部分で周面に結合し、かつ円錐状表面が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、ほぼ円錐状表面を有するディスク、並びに第１および第２内側のダイ間に配置した、円柱状の内側支持ダイを有する、該第１および第２の内側ダイと
を備え、
第１および第２の内側ダイ並びに内側支持ダイは、第１および第２の外側ダイにおけるフランジ部分間に離間させて配置し、形成すべきＣ字状断面のコンポーネントの所望断面に対応するキャビティを画定し、また
内側および外側のダイにおける、丸みを付けた丸め部分は、内側および外側のダイの周縁に沿って変化する、曲率半径を有し、
内側および外側のダイは回転可能とし、これによりキャビティにおける丸みを付けた肩部の曲率半径は、ダイを回転するに従って変化するよう構成する。
【０００６】
好適には、内側および外側ダイ両方の離間距離は可変とする。内側および外側両方のダイの離間距離は、ダイが回転するに従って変化するよう構成することができる。
【０００７】
付加的または代替的に、内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方の長さを可変とする。内側および外側支持ダイの長さを、内側および外側のダイの離間距離に従って変化するよう構成することができる。
【０００８】
内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方は、縦方向軸線に対して直交しない少なくとも１個の端面を有し、支持ダイの円柱状表面の長さは、周縁の周りに変化することができるようにする。
【０００９】
付加的または代替的に、隣接する内側および外側のダイの回転軸線を、互いに平行にすることができる。
【００１０】
付加的または代替的に、各内側および外側のダイそれぞれの回転軸線を、対応する他方の内側および外側のダイの回転軸線に対して、傾けることができる。
【００１１】
本発明の他の様態によれば、丸みを付けた肩部で中央ウェブに結合した外側フランジを有する、繊維補強複合材のＣ字状断面の素子を形成する方法であって、丸みを付けた肩部の曲率半径を、形成したＣ字状断面の素子における長さに沿った１個のポイントにおいて、他のポイントよりも大きくなるよう形成する、方法を提供し、この方法は、
繊維補強複合材料の細長い部分を、本発明の上述の様態によるダイツールのキャビティに通過させるステップと、および、
丸みを付けた肩部の曲率半径を変化させるよう、内側および外側のダイを回転するステップと
を有する。
【００１２】
本発明の別の様態によれば、本発明の上述した様態の方法によるＣ字状断面の素子を形成するステップと、および、これに続く、Ｃ字状断面の素子を、中央ウェブの中心軸線に沿って折り込むステップとを有する、Ｔ字状断面の補強材を形成する方法を提供する。
【００１３】
本発明の別の様態によれば、本発明の上記様態の方法により形成した、繊維補強複合材のＴ字状断面の補強材を提供する。
単に非限定的な例示である本発明の実施例を、以下に添付図面につき記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】Ｔ字状断面の補強材を取り付けた、平面状の複合スキンの一部を示す図である。
【図２】背中合わせにした２個のＬ字状断面の素子により形成した、Ｔ字状断面の補強材の一部を示す図である。
【図３】平面状ラミネートから、Ｌ字状断面の素子を形成することを示す概略図である。
【図４】複合スキンにおける平坦でない部分に対する従来技術による、Ｔ字状断面の補強材を配置することを示す概略図である。
【図５】従来技術による、隣接するＬ字状断面の補強材素子における、しわ形成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施例による、曲率の異なる半径を有する、Ｌ字状断面の素子を示す概略図である。
【図７】本発明により形成した、Ｔ字状断面の補強材を示す概略図である。
【図８】本発明により形成した、Ｃ字状断面の補強材を示す概略図である。
【図９】本発明の実施形態によるダイツールの第１形態を示す概略図である。
【図１０】図９に示したダイツールの第２形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、航空機における翼カバーなどの、複合スキン２の一部を概略的に示し、この複合スキン２には、従来技術で周知のように、Ｔ字状断面の補強材４を取り付けている。補強材４を取り付けている航空機の翼カバー２の表面は、平面であり、このことは、補強材４は、取り付け表面にわたり、それに応じて平坦にすることのみが必要であることを意味する。
【００１６】
図２は、補強材４の端部部分を、より詳細に示しており、Ｔ字状断面の補強材の典型的な製作方法を示す。完成した補強材４は、実際には、背中合わせに結合した、２個の個別Ｌ字状断面の細長い素子６を有する。Ｌ字状断面の素子６を、複合ラミネート８（図３を参照）における細長い平面状部分から形成し、複合ラミネート８を、一連のローラーおよびダイ９を通し、ローラーおよびダイ９は、細長いラミネートの一部を、ラミネートの残りの部分に対して、徐々に約９０°に曲げるように構成し、このようにして、図２に示されるようなＬ字状断面の素子６を形成する。平面状の複合ラミネートは、ローラーおよびダイ８を通過させる直前、または、通過しているとき、加熱し、ラミネートの曲げを容易にする。この曲げ作用の結果として、図２に示したＬ字状断面の要素６は、丸みのあるエルボ１０を有する。
【００１７】
図４は、断面において、より典型的な、複合スキン２´および補強材４の構成を、概略的に示す。より典型的な配置において、複合スキン２´は、平面ではなく、異なる厚さ部分２ａ‐２ｄを有し、これら異なる厚さ部分は、より高い、または、より低い強度の複合スキンが要求される領域において設ける。図４に示すように、したがって、当然のことながら、従来技術の、平面の、補強材４は、若干変形させずには、傾斜した形状の複合カバー２′に適合させることができない。Ｔ字状断面の補強材を、変形し、また傾斜した形状の複合カバー２′に適合させる際、変形は、異なる厚さの複合スキン部分間の交点において、Ｔ字状断面における垂直部分の断面における圧縮または伸張のいずれかを含むので、個々のＬ字状断面の素子６におけるしわ形成が、起こりやすい。このことを、図５に示し、この場合、各Ｌ字状断面の素子６が、最終的なＴ字状断面の補強材を形成するよう互いに突き合わせるべき表面に形成された細長い皺１２を有、することを示す。これらしわ１２があると、個別のＬ字状断面の素子が、互いに完全に衝合するのを阻害し、したがって、２個のＬ字状断面の素子間における接合強度を低減し、またさらに、応力集中のような既知のプロセスにより、補強材４に脆弱性が内在することを誘発する。
【００１８】
上述した、Ｌ字状断面の素子、または、最終的なＴ字状断面の補強材における変形は、Ｌ字状断面の素子における曲率半径を変化させることにより回避することができ、なぜなら、曲率半径を変化させることにより、補強材の全体高さに関して、補強材の足（補強材における複合スキンに取り付ける部分）の相対的な高さを変化させるという効果を有するからである。この効果を、図６に示し、この場合、２個のＬ字状断面素子の断面を線図的に示し、一方の曲率半径は、他方よりも大きい。上述のように、補強すべき複合スキンに取り付けることを意図した、補強材の平面状部分を、補強材の足（フット）と称し、一方、他方の平面部分における高さ部分を、一般に、補強材のブレードと称する。足の幅に、足とブレードとを結合する湾曲した部分の曲率半径を加えた値に等しい、補強材における全体幅は、しばしば、補強材のコードと称される。図６に示した断面図において、各Ｌ字状断面におけるブレードの寸法をｂ、足の幅をｆ、コードをｃで表す。ブレード頂部から、足のレベルまでを測定した、補強材の全体高さをｈで表す。多くの用途において、一般に、補強材のコードは、一定に保つことが好適であり、このことを図６に示す。図６の左側におけるＬ字状断面の素子は、より小さい半径ｒを有するよう示し、補強材のコードｃ＝ｒ＋ｆである。図６の右側におけるＬ字状断面の素子において、結合している部分の曲率半径は、３ｒに増加されている。しかし、コードｃを一定に保つことが望ましいので、足の幅ｆは、減少させており、ブレードの高さb′に関しても同様のことが言える。しかし、図６における右側の補強材における、補強材における全体の高さは、ｈ′＝ｂ′＋３ｒであり、高さがｈ＝ｂ＋ｒである左側の補強剤における全体の高さよりも大きい。したがって、正味の影響は、より大きな曲率半径を有するＬ字状断面の素子における足が、より小さな曲率半径を有する補強材の足よりも低いレベルになるということであり、したがって、変形の問題を受けることなく、傾斜したスキンに取り付けることができる補強材を作製することができる。このような補強材の例を、図７に示し、そこにおいて、ブレードｂおよび足ｆに隣接する部分の曲率半径が最大である部分において、足のレベルは曲率半径が減少した部分よりも低いことがわかる。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、例えば、図７に示した補強材は、Ｃ字状またはＵ字状の断面（効果的には、２個のＬ字状断面の素子をブレードの端縁を互いに接合する）を有する、細長い素子を形成し、また、つぎに、Ｃ字状断面の細長い素子を、その長さに沿って折り込むことによって、所望のＴ字状断面の補強材を形成する。本発明の実施形態により形成した、このようなＣ字状断面の細長い素子を、図８に示す。図８の破線２４により示す中心軸線に沿って折り込むとき、中央ウェブ２２として、図８に示すＣ字状断面の素子２０は、図７に示した補強材の中央ブレード２６を形成する。中央ウェブ２２の各々の端縁で隣接するのは、最終的に形成されるＴ字状断面の補強材における足部分に対応する、各フランジ２８である。図６において線図的に示したように、フランジ２８は、丸みを付けた丸め部分で中央ウェブ２２に結合している。当然のことながら、フランジ２８および中央ウェブ２２は、単独の、連続した複合材料ピースから形成する。図８に示したＣ字状断面の素子２０は、視覚的に、個別の部分Ａ〜Ｅに区分できる。部分ＡおよびＥは、フランジ２８および中央ウェブ２２の間で、最小の曲率半径を有し、一方、部分Ｃは、最大の曲率半径を有し、したがって、部分Ｃにおけるフランジ部分は、外観上、部分ＡおよびＥのフランジ２８に対して外方に変位する。Ｃ字状断面の素子を、中心軸２４に沿って折り込むとき、部分Ｃにおけるフランジ２８のこの外方変位は、Ｔ字状補強材における傾斜ダウン部分となる。部分ＣとＡおよびＥとの間に存在する、部分ＢおよびＤにおける、フランジ２８と中央ウェブ２２との間の曲率半径は、最大と最小値との間の関連した曲率で変化し、滑らかな遷移部分となり、遷移部分は、最終的なＴ字状断面の補強材において、最小値または最大値のいずれかの一定曲率半径を有する部分に対して、足を配置する平面に対して傾斜する平面に、足を配置する部分に対応する。
【００２０】
図８に示すＣ字状断面の素子２０を、本発明の実施形態によって、冷間形成技術を用いて製造し、この場合、均一断面を有するＣ字状断面の細長い素子は、中央ウェブ２２とフランジ２８の間における所望の曲率半径を付与するよう形成したダイツールに通過させる。本発明の実施形態による、好適なダイツールを図９および１０に示す。図９につき説明すると、ダイツール３０は、Ｃ字状断面の素子における所望の断面に対応するキャビティを形成するよう構成した、一組の個別ダイよりなるセットを備え、Ｃ字状断面の素子を、キャビティに挿通し、所望の最終的な断面を付与する。図９において、キャビティは、所定位置に配置したＣ字状断面の素子２０とともに示す。ダイツール３０は、１対の内側ダイ３２、１対の外側ダイ３４、内側支持ダイ３６および外側支持ダイ３８を備える。各外側ダイ３４は、截頭円錐状部分４０、およびフランジ部分４２を有し、このフランジ部分４２は、フランジ部分と截頭円錐状部分との間に形成した丸みを付けた丸め領域４４を有する。円形のフランジ部分４２の内面は、やはり截頭円錐体を画定するが、この截頭円錐体の「底面（ｂａｓｅ）」に対する傾斜角は、截頭円錐状部分４０の「底面」に対する傾斜角よりも相当小さく、これにより、円形フランジ部分４２および截頭円錐状部分４０の傾斜面は、互いに、ほぼ９０°の角度をなす。丸め領域４４の曲率半径は、外側ダイの周囲にわたり、最小値と最大値との間で変化する。好適な実施形態において、また図９および１０に示した実施形態において、曲率半径が最小値および最大値となるポイントは、外側ダイの表面で、互いに対向する側に位置する、すなわち、これら最小値および最大値の位置は、互いに１８０°の角度離れており、曲率半径の変化率は、最小値と最大値との間で一定である。
【００２１】
しかし、曲率半径の最小値および最大値の角度的変位位置、および曲率半径の変化率を、本発明の代替的な実施形態においては、その他のものにすることができると理解されたい。各外側ダイ３４は、フランジ部分４２が最外側となるよう指向させ、外側ダイは、互いに対称的に配置する。外側支持ダイ３８を、２個の外側ダイ３４間に位置するよう構成する。外側支持ダイは、両側の端部が平坦な截頭円柱体により構成し、両側の平坦な端部は、外側支持ダイ３８の縦方向軸線に対して反対向きに傾斜させ、これにより、外側ダイの外周面に沿う端面間の距離は最小値と最大値との間で変化し、最小値および最大値が生じるポイントが、好適には、１８０°の角度だけずれるようにすることができる。内側支持ダイ３８の外周面、各外側ダイ３４における截頭円錐状部分４０の外周面、外側支持ダイにおける丸め領域４４の表面、および、フランジ部分４２の内側支持ダイは、全体として、Ｃ字状断面の素子２０を挿通すべきキャビティの外側境界を画定する。
【００２２】
各内側ダイ３２は、ディスク状部分４６を有し、このディスク状部分における、隣接する外側ダイのフランジ部分４２に対面する側の表面を、ほぼ円錐形とし、この表面の傾斜角度は、傾斜していないディスク状部分４６の底面と比べて比較的小さくする。第２丸め領域４８を、ディスク状部分４６の周面と傾斜面との間に形成し、第２丸め領域の曲率半径は、外側ダイ３４の丸め領域４４と類似して、最小値と最大値との間で変化する。内側ダイ３２を、互いに離して配置されたダイツール３０内に配置し、各内側ダイの平坦な底面を互いに対向させ、また内側ダイ３２を外側ダイ３４のフランジ部分４２間に配置する。内側ダイ３２の外方端縁間には、内側支持ダイ３６を配置する。この内側支持ダイは、２個の截頭円柱状部分５０により構成し、各截頭円柱状部分は、互いに隣接する端面５２を有する。截頭円柱状部分５０の縦方向軸線に対する端面５２の角度は、同一とし、（図９に示すような）第１形態において、２個の個別截頭円柱状部分５０は、互いに隣接して配置し、各端面は、互いに平行であり、かつ互いに接触する。各截頭円柱状部分５０相互は、それらの中心軸線の周りに、相対回転可能に構成する。
【００２３】
内側および外側のダイそれぞれを、それらの中心軸線の周りに回転可能に構成する。図９および１０に示した実施形態において、内側および外側のダイそれぞれには、それぞれの中心軸線と一致するスタブ回転軸を形成する。外側支持ダイ３８も、その中心軸線の周りに回転可能に形成する。図９に示した形態においては、内側ダイ３２および外側ダイ３４は、それぞれ、曲率半径が最大である、外側ダイ３２および内側ダイ３４における、第１および第２丸め領域４４，４８の各ポイントが、互いに対向するよう指向させる。したがって、一方で、内側ダイ３２と内側支持ダイ３６との間に、他方で、外側ダイ３４と外側支持ダイ３８との間に、形成されたキャビティは、図８の領域Ｃで示された、Ｃ字状断面の素子２０の断面に対応する。所望のＣ字状断面の素子を作製するために、予め形成した細長い素子を、個々のダイの固定具によりダイツールにより画定されたキャビティに強制的に通過させる。図６に戻って説明すると、補強材における湾曲した部分の曲率半径が、最大値をとる場合、一定のコードｃの補強材に対し、ブレードの高さｂ′は、最小であることを想起されたい。所望の結果としてのＣ字状断面の素子２０における中央ウェブ２２の幅は、ブレードの高さの２倍に相当する（したがって、結果として生じる補強材は、その中心軸線に沿って、Ｃ字状断面の素子を折り込むことにより形成される）。したがって、外側支持ダイ３８は、図９に示した形態となるよう回転し、これにより、Ｃ字素子を押し出し成形するキャビティを画定するのに寄与する、その外周面の長さは、最小の長さである。したがって、内側支持ダイ３６における個別の截頭円柱状部分５０は、相対回転し、各端面５２が平行かつ互いに接触し、したがって、内側支持ダイの全長を最小化する。側方フランジ２８と中央ウェブ２２との間で最小の曲率半径を有する、Ｃ字状断面の素子を作製するためには、内側ダイ３２および外側ダイ３４を、それぞれの中心軸線周りに回転し、互いに対向する、Ｃ字状断面を押し出し成形すべきキャビティを画定する、各丸め領域における曲率半径は、最小値にする必要がある。これは、図１０に示した形態である。上述のように、フランジ２８と形成すべきＣ字状断面における中央ウェブ２２との間の曲率半径が最小値で、一定のコード長さを有する場合、ブレードの高さ、および、したがって、中央ウェブ２２の幅は最大、すなわち、図９に示した反対形態に対してよりも大きくなる。したがって、内側および外側のダイにおける各対が回転するとき、それらの離間距離を変化できるよう構成することが必要である。複合した回転および並進運動を達成するための、所望の機械的な実装は、本発明の範囲の中に含まれず、創造力を発揮することなく当該技術分野における当業者の技術的能力の範囲内である。内側ダイ３４および外側ダイ３６の離間距離は、図９に示した形態に比べて、図１０に示した形態において増大するので、それらの間におけるキャビティを画定するそれらの表面における、内側支持ダイ３６および外側支持ダイ３８の長さも、好適には増加させる。このことは、外側支持ダイ２８に対しても、その中心軸線の周りに回転させ、その最長の周面がキャビティの境界となるようにすることにより、達成される。内側支持ダイ３６は、個別の截頭円柱状部分５０を、相対回転させることにより、全長を増大させ、このことは、それらの対向端面５２により、個別の截頭円柱状部分５０を、互いに遠ざからせる。個別の截頭円柱状部分５０を回転させる方法は、やはり本発明の範囲外であり、当該技術分野における当業者が良く適用するように、実装することができるが、図１０に示したように、中心軸５４上に個別の円柱状部分５０を実装することにより、達成することができる。
【００２４】
図８に部分ＢおよびＤとして示した、Ｃ字状断面の素子２０における遷移部分は、内側ダイ３２および外側ダイ３４を互いに、また、外側支持ダイ３８および内側支持ダイ３６における個別の円柱状部分５０の回転と同時に回転することにより、達成することができるとともに、Ｃ字状断面の素子は、ダイにより形成されるキャビティに通過させる。一定の曲率半径、すなわち、Ｃ字状断面の素子における断面が、必要である場合はいつでも、ダイツールの様々なダイを、固定具に保持するとともに、Ｃ字状断面は、キャビティに押し出成形する。
【００２５】
本発明の実施形態におけるダイツールによれば、したがって、変化させて作製することができる、ブレードと足部分との間の曲率半径が変化するＣ字状断面の素子を作製でき、したがって、足の高さが変化するＴ字状断面の補強材を作製することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸みを付けた肩部を有する、Ｃ字状断面のコンポーネントを形成するダイツールにおいて、
第１および第２の外側ダイであって、各外側ダイは、丸みを付けた丸め部分でフランジ部分に結合し、かつ各フランジ部分が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、截頭円錐状部分、並びに第１および第２の外側ダイ間に配置した円柱状の外側支持ダイを有する、該第１および第２の外側ダイと、および、
第１および第２の内側ダイであって、各内側ダイは、丸みを付けた丸め部分で周面に結合し、かつ円錐状表面が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、ほぼ円錐状の表面を有するディスク、並びに前記第１および第２の内側ダイ間に配置した円柱状の内側支持ダイを有する、該第１および第２の内側ダイと
を備え、
前記第１および第２の内側ダイ並びに内側支持ダイは、前記第１および第２の前記外側ダイにおける前記フランジ部分間に離間させて配置し、形成すべき前記Ｃ字状断面のコンポーネントの所望断面に対応するキャビティを画定し、また、
前記内側および外側のダイにおける、前記丸みを付けた丸め部分は、前記内側および外側のダイの前記周縁に沿って変化する曲率半径を有し、
前記内側および外側のダイは回転可能とし、これにより、前記キャビティにおける前記丸みを付けた肩部の前記曲率半径は、前記ダイを回転するに従って変化するよう構成した、
ダイツール。
【請求項２】
請求項１に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側両方のダイの離間距離を可変とした、ダイツール。
【請求項３】
請求項２に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側両方のダイの離間距離を、前記ダイが回転するに従って変化するよう構成した、ダイツール。
【請求項４】
請求項２または３に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方の長さを、可変とした、ダイツール。
【請求項５】
請求項４に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側支持ダイの長さを、前記内側および外側ダイの前記離間距離に基づいて変化するよう構成した、ダイツール。
【請求項６】
請求項２〜５のうちいずれか一項に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方は、縦方向軸線に対して直交しない少なくとも１個の端面を有し、これにより、前記支持ダイの前記円柱状表面の前記長さが、周縁の周りに変化するようにした、ダイツール。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載のダイツールにおいて、隣接する内側ダイおよび外側のダイの前記回転軸線を、互いに平行にした、ダイツール。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一項に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側のダイそれぞれの前記回転軸線を、対応する他方の内側および外側ダイの前記回転軸線に対して、傾けた、ダイツール。
【請求項９】
丸みを付けた肩部で中央ウェブに結合した外側フランジを有する、細長い繊維補強複合材のＣ字状断面の素子を形成する方法であって、前記丸みを付けた肩部の前記曲率半径を、形成したＣ字状断面の素子における長さに沿った１個のポイントにおいて、他のポイントよりも大きくなるよう形成する方法において、
繊維補強複合材料の細長い部分を、請求項１〜８のいずれか一項に記載の前記ダイツールの前記キャビティに通過させるステップと、および、
前記丸みを帯びた肩部の前記曲率半径を変化させるよう、前記内側および外側のダイを回転するステップと
を有する方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法によりＣ字状断面の素子を形成するステップと、および、それに続いて、前記Ｃ字状断面の素子を、前記中央ウェブの前記中心軸線に沿って折り込むステップとを有する、Ｔ字状断面の補強材を形成する方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法により形成した、繊維補強複合材のＴ字状断面の補強材。
【請求項１】
丸みを付けた肩部を有する、Ｃ字状断面のコンポーネントを形成するダイツールにおいて、
第１および第２の外側ダイであって、各外側ダイは、丸みを付けた丸め部分でフランジ部分に結合し、かつ各フランジ部分が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、截頭円錐状部分、並びに第１および第２の外側ダイ間に配置した円柱状の外側支持ダイを有する、該第１および第２の外側ダイと、および、
第１および第２の内側ダイであって、各内側ダイは、丸みを付けた丸め部分で周面に結合し、かつ円錐状表面が最も外側になるように、共通軸線に沿って互いに対称的に配置した、ほぼ円錐状の表面を有するディスク、並びに前記第１および第２の内側ダイ間に配置した円柱状の内側支持ダイを有する、該第１および第２の内側ダイと
を備え、
前記第１および第２の内側ダイ並びに内側支持ダイは、前記第１および第２の前記外側ダイにおける前記フランジ部分間に離間させて配置し、形成すべき前記Ｃ字状断面のコンポーネントの所望断面に対応するキャビティを画定し、また、
前記内側および外側のダイにおける、前記丸みを付けた丸め部分は、前記内側および外側のダイの前記周縁に沿って変化する曲率半径を有し、
前記内側および外側のダイは回転可能とし、これにより、前記キャビティにおける前記丸みを付けた肩部の前記曲率半径は、前記ダイを回転するに従って変化するよう構成した、
ダイツール。
【請求項２】
請求項１に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側両方のダイの離間距離を可変とした、ダイツール。
【請求項３】
請求項２に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側両方のダイの離間距離を、前記ダイが回転するに従って変化するよう構成した、ダイツール。
【請求項４】
請求項２または３に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方の長さを、可変とした、ダイツール。
【請求項５】
請求項４に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側支持ダイの長さを、前記内側および外側ダイの前記離間距離に基づいて変化するよう構成した、ダイツール。
【請求項６】
請求項２〜５のうちいずれか一項に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側の支持ダイのうち少なくとも一方は、縦方向軸線に対して直交しない少なくとも１個の端面を有し、これにより、前記支持ダイの前記円柱状表面の前記長さが、周縁の周りに変化するようにした、ダイツール。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載のダイツールにおいて、隣接する内側ダイおよび外側のダイの前記回転軸線を、互いに平行にした、ダイツール。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一項に記載のダイツールにおいて、前記内側および外側のダイそれぞれの前記回転軸線を、対応する他方の内側および外側ダイの前記回転軸線に対して、傾けた、ダイツール。
【請求項９】
丸みを付けた肩部で中央ウェブに結合した外側フランジを有する、細長い繊維補強複合材のＣ字状断面の素子を形成する方法であって、前記丸みを付けた肩部の前記曲率半径を、形成したＣ字状断面の素子における長さに沿った１個のポイントにおいて、他のポイントよりも大きくなるよう形成する方法において、
繊維補強複合材料の細長い部分を、請求項１〜８のいずれか一項に記載の前記ダイツールの前記キャビティに通過させるステップと、および、
前記丸みを帯びた肩部の前記曲率半径を変化させるよう、前記内側および外側のダイを回転するステップと
を有する方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法によりＣ字状断面の素子を形成するステップと、および、それに続いて、前記Ｃ字状断面の素子を、前記中央ウェブの前記中心軸線に沿って折り込むステップとを有する、Ｔ字状断面の補強材を形成する方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法により形成した、繊維補強複合材のＴ字状断面の補強材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１１−５２８２９０（Ｐ２０１１−５２８２９０Ａ）
【公表日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１８００２（Ｐ２０１１−５１８００２）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００９／０５０８４５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００７４１６
【国際公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（５１０２８６４８８）エアバス オペレーションズ リミテッド (30)
【氏名又は名称原語表記】ＡＩＲＢＵＳ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮＳ ＬＩＭＩＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００９／０５０８４５
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／００７４１６
【国際公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【出願人】（５１０２８６４８８）エアバス オペレーションズ リミテッド (30)
【氏名又は名称原語表記】ＡＩＲＢＵＳ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮＳ ＬＩＭＩＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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