航空機又は宇宙船に用いられる構成部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法及び装置、航空機又は宇宙船用の構成部品、並びに、航空機又は宇宙船
航空機又は宇宙船等に用いられる構成部品のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、搬送装置(15)の複数の筒体(17)の一に送り手段(12)によって連続状半完成品(6)を送り込む工程、筒体に収容されている補強用の切断半完成品(7)を得る為に切断装置(13)を用いて連続状半完成品を所定長さに切断する工程、筒体を機械加工装置(14)へ搬送する工程、補強用の切断半完成品を機械加工装置によって尖らせる工程、コア構造体の補強されるべき基体又は繊維体へ筒体を搬送する工程、並びに、打ち込み手段によって尖らされた半完成品を基体又は繊維体に打ち込む工程を備えた方法。この方法を実施する為に対応する装置が使用され、この方法及び／又は装置を用いて構成部品が製造され、航空機又は宇宙船がそのような構成部品を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、航空機又は宇宙船における構成部品のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法又は装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
密度に対する剛性又は強度の良好な比率の為に、コア複合材料は、例えば、航空機産業又は航空宇宙産業において広範囲に利用されている。
【０００３】
コア複合材料は、通常、上方及び下方のカバー層又はカバー体によって形成され、両者の間には、例えば、剛性を高める為に垂直方向に延びる断面六角形のセルによって形成されたハニカムコア構造体が配置されている。
【０００４】
可能な置換物として発泡体が存在する。しかしながら、前記発泡体の特定の機械的強度はハニカム構造に比して低い。発泡体は、その多機能性の為に、部品の製造及び部品性能の向上に関し、航空機産業又は航空宇宙産業における構造体等に利用されるコア複合材料への使用が検討されている。密度を過剰に上昇させることなく、発泡体の機械強度を上昇させる為に種々の異なる方法が開発されている。コアは、構造体の重量を大きく増加させることなく、ピンを配置させること又は同様の方法によって、裁縫技術を用いて局所的に補強される。さらに、異なる方法によれば、それぞれの用途に対してピン密度及びピン角度を局所的に変化させることによってコア構造体の機械特性を調整することができる。静的機械特性に関する有益性に加えて、これらのコア構造体は、衝突又は衝撃損傷等の衝撃に対しても大変に有益な特性を有している。
【０００５】
補強用の半完成品、即ち、ピンは、種々の断面形状を有する、細い棒状部材である。ピンは、処理を行う為に必要な強度を有さなければならない。例えば、使用されるピンは、０．２７９〜０．７１１ｍｍの直径を有する。
【０００６】
図１は、半完成品４で補強された従来技術のコア複合材料１の一例を示している。ｘ、ｙ、ｚ座標は方向を示している。この例において、ｘ軸はコア複合材料の長手軸に対応し、ｙ軸は垂直軸に対応し、且つ、ｚ軸は幅軸に対応している。前記コア複合材料１は、コア構造体２と前記コア構造体２の両側のカバー層３とを有している。前記コア構造体２は複数のピン４によって穿孔されており、この例では、前記複数のピン４が長手軸ｘ及び垂直軸ｙに対して所定角度をなし且つ互いに対して接触しないように配置されている。前記ピン４は幅軸ｚに対しても所定角度を有するように配置され得る。従来技術のさらに他の例が図２に示されており、図１と対比すると、ピンの端部に折り曲げ部５が設けられている。これに代えて、前記端部をカバー層３の中に穿孔させることも可能である（図示せず）。製造者は、ピンの密度、長さ、直径及び角度を変化させることによって、それぞれの用途に最適なコアを設計するオプションを有している。可能な角度は、特に圧縮応力を受ける領域に対しての直交する角度から剪断補強の為の２０°〜３０°間の角度までである。ｚ軸に対するｘ軸の強度比が１：１である等方性材料及び前記強度比が例えば２：１又は４：１とされた異方性コアの双方が、ｘ及びｙ軸（図１及び図２参照）に沿った材料方向におけるピン密度を変化させることによって得られる。ピン密度は、例えば、２０８Kg/m３まで上昇され得る。
【０００７】
改良された方法においては、ピンは超音波補助を用いて発泡体内に配置され、第２工程において表面を覆うように折り曲げられる。
【０００８】
この方法は、コア複合材料としての繊維体の３次元補強にも使用され得る。
【０００９】
米国特許第6,291,049号明細書には、複数の個別ピンを有するサンドイッチ構造が例示されている。
【００１０】
この方法の欠点は、製造に長時間を要することに起因するコスト高騰を招く点にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、前記問題点が解消乃至は大幅に低減された方法及び装置と共に、構成部品並びに航空機又は宇宙船を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的は、請求項１及び２の特徴を有する方法、請求項７の特徴を有する装置、請求項１５の特徴を有する部品、並びに、請求項１６の特徴を有する航空機又は宇宙船によって達成される。
【００１３】
航空機又は宇宙船等に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、下記工程を含む方法が提供される。
送り手段によって連続状半完成品が搬送手段における複数のカートリッジにおける一のカートリッジ内に送り込まれる。前記カートリッジに受け入れられた切断補強用半完成品を製造する為に前記連続状半完成品が切断手段を用いて所定長さに切断される。前記カートリッジが機械加工手段へ搬送され、前記機械加工手段によって切断補強用半完成品が尖らされる。その後、前記カートリッジは、コア構造体における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送される。尖らされた前記半完成品はコア構造体における基体又は繊維体に打ち込み手段を用いて打ち込まれる。
【００１４】
航空機又は宇宙船等に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、連続状の半完成品が送り手段によってカートリッジへ送り込まれる方法も提供される。前記連続状の半完成品の自由端部が機械加工手段によって尖らされる。カートリッジに受け入れられた切断補強用半完成品を製造する為に前記連続状の半完成品が切断手段を用いて所定長さに切断される。その後、前記カートリッジがコア構造体における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送され、打ち込み手段を用いて尖らされた前記半完成品が前記コア構造体における前記基体又は前記繊維体に打ち込まれる。
【００１５】
さらに、航空機又は宇宙船等に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、連続状の半完成品をカートリッジへ送り込む送り手段を備えた補強装置を提供する。搬送手段は、一又は複数のカートリッジを有する。前記カートリッジ内に受け入れられた半完成品を製造する為の切断手段及び前記切断された補強用半完成品を尖らせる為の機械加工手段も前記装置を構成する。前記装置は、さらに、前記コア構造体における基体又は繊維体内に尖らされた半完成品を打ち込む為の打ち込み手段と、前記カートリッジを搬送する搬送手段とを備える。
【００１６】
本発明の本質的思想は、補強用半完成品を打ち込み手段を用いて基体又は繊維体に打ち込むことである。
【００１７】
とりわけ、本発明は、有利な効果を有し、超音波を用いた「シンキング・イン(sinking in)」に比して、前記打ち込み手段を用いた半完成品の打ち込みは大幅に処理速度を向上でき、時間に関し費用の低廉化を図ることができる。
【００１８】
ピンの長さは、切断処理の際に半完成品に対して調整され得る。ピンはカートリッジ内の半完成品毎に異なる長さを有し得る。従って、各半完成品はベルトシステムにおいて専用のカートリッジを有する。連続状の半完成品はカートリッジ内に挿入されて所定長さに切断される。この処理は、複数の位置で並んで同時に行われ得る。
【００１９】
用語「カートリッジ」は、連続状半完成品及び／又は半完成品の一時的な収容及び固着の為の構成部材を意味すると理解されるべきである。この「カートリッジ」は、それぞれの半完成品を固着する為に、例えば接着剤を有し得る。半完成品をそれぞれ吸引固着することも可能である。
【００２０】
前記ベルトシステムは、前記カートリッジを連続的に又は間欠的に一のステーションから次のステーションへ移送する。一時的なバッファステーションを設けることも可能である。前記ベルトシステムを無端状とすることも可能である。
【００２１】
前記半完成品は、好ましくは、円筒状フライスカッターによって尖らされ得る。円筒状フライスカッターは、例えば、研ぎ装置に使用されており、従って、高質で所定の処理能力を有するものが市販されている。切削刃による斜めのトリミング、又は研削及び研磨等の他の機械加工方法も、もちろん可能である。
【００２２】
所定長さに切断すること及び尖らせることは順序を入れ替えることも可能である。
【００２３】
前記ベルトシステムは、基体又は繊維体に打ち込む為の打ち込み手段の下方において半完成品を移送する。
【００２４】
前記半完成品は、コア構造体の繊維体のメイン軸に対して予め設定された方向に沿って前記繊維体又は前記基体に打ち込まれる。これにより、三次元的に補強されたコア複合材料を製造することができる。
【００２５】
好ましくは、前記半完成品は、前記打ち込み手段においてそれぞれに適したスタッドを用いて打ち込まれる。好ましくは、前記スタッドは、前記半完成品の長手軸に沿って移動可能とされる。前記半完成品がくぎ状又は針状である場合には、好ましくは、前記スタッドは、前記半完成品と対向する端部が前記半完成品における対向端部の直径に対応した直径を有するものとされる。この場合には、前記半完成品を基体又は繊維体内に、損傷を引き起こすこと無く高速で打ち込むことができる。
【００２６】
異なる形態において、前記半完成品がステープル状とされている場合には、好ましくは、前記スタッドは、前記半完成品と対向する端部が前記半完成品における対向端部の幅に対応した幅を有するものとされる。この場合、ステープルは既製のベルト製品としてベルトシステムにおいて使用され得る。
【００２７】
前記打ち込み手段は、電動、空圧及び／又は油圧の駆動装置を有し得る。これらの駆動装置を組み合わせることも可能である。
【００２８】
材料特性を考慮すると、半完成品、即ち、ピンは、例えば、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック材料）、チタニウム合金、ガラス、炭化ケイ素（例えば、ニカロン(Nicalon)）又は石英等の物質クラス３(three material classes)によって形成され得る。
【００２９】
航空機又は宇宙船等の構成部品は、コア構造体における基体又は繊維体であって、少なくとも一部が補強された基体又は繊維体を有する。この補強は、前記方法のうちの何れか一の方法又は前記装置によって行われる。
【００３０】
このようにして補強された基体又は繊維体、若しくは、これらが備えられた構成部品は、軽量構造体、航空機産業、宇宙船産業、自動車産業及び運動器具産業等の種々の分野において広く利用され得る。
【００３１】
航空機又は宇宙船は前記構成部品を備え得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、従来のコア複合材料の第１例の縦断模式図である。
【図２】図２は、従来のコア複合材料の第２例の縦断模式図である。
【図３】図３は、本発明に係る装置の一実施の形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施の形態に基づいてより詳細に説明する。
【００３４】
図中、特段の明記が無い限り、同様の又は機能的に均等な部材については同一符号を付している。
【００３５】
図１及び図２については既に説明しており、従って、ここでは説明を省略する。
【００３６】
図３は、本発明に係る装置１０の一形態を模式的に示している。
【００３７】
本実施の形態においては、前記装置１０は、連続半完成品供給方向Ｖ１に沿って連続状の半完成品６を送り込む送り手段１２と、所定長さの半完成品７を製造する為に前記連続状半完成品６を切断する切断手段１３と、前記連続状半完成品６及び切断された前記完成品７を受け入れるカートリッジ１７と、前記半完成品７に対して機械加工を行う機械加工手段１４と、前記半完成品７をコア構造体２の基体又は繊維体内に打ち込む打ち込み手段１６と、前記カートリッジ１７を搬送する搬送手段１５とを備えている。
【００３８】
本実施の形態においては、前記連続状半完成品６は、連続状半完成品供給源１１としてローラに巻き付けられており、例えば、溶接装置のワイヤ付加機材と同様のクロック・パルス制御型のワイヤ送り手段等とされる前記送り手段１２によって前記カートリッジ１７内に導入される。前記カートリッジ１７は、導入処理の容易化を図る為に、例えば、Ｖ字型のカートリッジ入口１８を有し得る。予め設定された所定長さに到達すると、前記切断手段１３が前記連続状半完成品６を切断して切断半完成品７が得られる。前記長さは、従来の一般的な手段を用いて設定され且つ測定される。
【００３９】
その後、前記切断半完成品７は前記機械加工手段１４へ移送される。前記搬送手段１５がこの移送の為に用いられ、一又は複数のカートリッジ１７をステーション間で且つベルト型のシステムにおいては搬送手段送り方向Ｖ２に沿って移送する。前記カートリッジ１７は、各ステーションで停止される。前記機械加工手段１４は、本実施の形態においては、筒状フライスカッターとされている機械加工具１９を有している。図示の形態においては、前記機械加工手段１４は、打ち込み処理の際に迅速にコア複合材料２内に侵入し得るように前記半完成品７の一端部を頂点８に尖らせる研ぎ装置とされている。
【００４０】
前記搬送手段は、尖らされた半完成品７を前記打ち込み手段１６へ搬送する。前記半完成品７をガイドする為にこの位置に停止部２３が備えられ得る。前記打ち込み手段１６は、電動、空圧又は油圧によって打ち込み手段２２内においてスタッド２１を往復動させる打ち込み装置２０を有する。前記打ち込み手段２２は、前記半完成品７の長手軸と同軸上に配置される。前記スタッド２１は、前記半完成品７の上端部（頭部９）の直径に一致した下端部を有する。前記打ち込み装置２０は、前記スタッド２１の下方に配置される前記半完成品７の頭部９が前記スタッド２１に直接に当接されて前記半完成品７がコア構造体２内に打ち込まれるように、前記スタッド２１を移動させる。図示の形態においては、ピン挿入方向２２は、コア複合材料２のｙ軸に沿って延びている。前記半完成品７が異なる角度で挿入される場合には、前記打ち込み手段１６は前記コア複合材料２のｘ、ｙ及びｚ軸に対して前記異なる角度に応じて移動される。この構成は詳細には図示しないが、容易に実現可能である。
【００４１】
前記半完成品７は前述した方法で前記コア複合材料２を補強する。前記頂点８の形状は、前記機械加工手段１４における対応する機械加工具１９を選択することによって、前記コア複合材料２の材質に応じて適合され得る。
【００４２】
図示の形態においては、前記装置１０は、例えば、全ての手段及び処理を監視し且つ制御する一又は複数のマイクロコントローラとされる制御手段を有している。斯かる構成によれば、完全自動化が可能となる。
【００４３】
複数の前記装置１０を直列及び／又は並列に配置させることができる。
【００４４】
好ましい実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は斯かる形態に限定されるものではなく、複数の異なる形態に変更され、組み合わされ得る。
【００４５】
例えば、連続状の半完成品６を前記カートリッジ１７に挿入させる際に、これと同時に、先端を尖らせる加工及び所定長さへの切断を行うことも可能である。
【００４６】
前記カートリッジ１７は、前記連続状半完成品／前記半完成品を一時的に固着する吸引手段及び／又は接着手段を有し得る。前記吸引手段は、吸引される複数の孔を有することができ、これらの孔は、それぞれの半完成品／被加工品の引き抜きが可能なように（例えば、それぞれの半完成品／被加工品の長手軸に沿って）形成される。
【００４７】
航空機又は宇宙船等における部品のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法においては、連続状の半完成品６を送り手段１２によって搬送手段１５における複数のカートリッジ１７のそれぞれに送り込む工程と、前記カートリッジ１７に受け入れられた切断された補強用半完成品７を製造する為に切断手段１３を用いて前記連続状半完成品６を所定長さに切断する工程と、前記カートリッジ１７を機械加工手段１４へ搬送する工程と、前記切断された補強用半完成品７を前記機械加工手段１４によって尖らせる工程と、前記カートリッジ１７をコア構造体２の補強されるべき基体又は繊維体へ搬送する工程と、先端が尖らされた前記半完成品７を打ち込み手段１６によって前記コア構造体２の基体又は繊維体内に打ち込む工程とが実行される。対応する装置によって前記方法を実施することができ、この方法及び装置によって部品を製造でき、航空機又は宇宙船がこの種の部品を備えている。
【００４８】
本発明の好ましい形態は下記の通りである。
【００４９】
形態１．航空機又は宇宙船等の部品におけるコア構造体の基体又は繊維体の補強方法であって、下記工程を含む補強方法。
(i)送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程、
(ii)前記カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程、
(iii)前記カートリッジ(17)を機械加工手段(14)へ搬送する工程、
(iv)切断された前記補強用半完成品(7)を前記機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程、
(v)コア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ前記カートリッジ(17)を搬送する工程、及び
(vi)打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程。
【００５０】
形態２．航空機又は宇宙船等の部品におけるコア構造体の基体又は繊維体の補強方法であって、下記工程を含む補強方法。
(i')送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii')前記連続状の半完成品(6)の自由端部を機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程と、
(iii')カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程と、
(iv')前記カートリッジ(17)をコア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送する工程と、
(v')打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【００５１】
形態３．前記形態１又は形態２に係る方法において、前記連続状の半完成品(6)は予め設定された長さに切断されている方法。
【００５２】
形態４．前記種々の形態のうちの少なくとも一つの形態に係る方法において、前記搬送手段(15)が複数の前記カートリッジ(17)を連続的又は間欠的に無端状に移動させることで、前記カートリッジ(17)のそれぞれに導入された前記半完成品(7)が前記送り手段(12)から前記打ち込み手段(16)へ移送される方法。
【００５３】
形態５．前記種々の形態のうちの少なくとも一つの形態に係る方法において、前記半完成品(7)は、前記コア構造体(2)の基体又は繊維体の主軸に対して予め決められた方向に沿って打ち込まれる方法。
【００５４】
形態６．前記形態５に係る方法において、前記半完成品(7)は、前記打ち込み手段(16)における適合されたスタッド(22)によって打ち込まれ、前記スタッドは前記半完成品(7)の略長手方向に沿って移動される方法。
【００５５】
形態７．航空機又は宇宙船等の部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、下記構成を有する装置。
連続状の半完成品(6)をカートリッジ(17)に送り込む送り手段(12)、
複数の前記カートリッジ(17)を有する搬送手段(15)、
前記カートリッジ(17)内に受け入れられた半完成品(7)を製造する為の切断手段(13)、
前記切断された補強用半完成品(7)を尖らせる為の機械加工手段(14)、
前記コア構造体における基体又は繊維体内に尖らされた半完成品(7)を打ち込む為の打ち込み手段(16)、及び
前記カートリッジ(17)を搬送する搬送手段(15)。
【００５６】
形態８．前記形態７に係る装置において、前記搬送手段(15)が前記連続状の半完成品(6)及び前記半完成品(7)を受け入れる複数のカートリッジ(17)を有している装置。
【００５７】
形態９．前記形態８に係る装置において、前記複数のカートリッジ(17)が無端状に配置されている装置。
【００５８】
形態１０．前記形態７から９の少なくとも何れか一の形態に係る装置において、前記半完成品(7)の端部を尖らせる為の前記機械加工手段(14)が研ぎ装置として構成されている装置。
【００５９】
形態１１．前記形態７から１０の少なくとも何れか一の形態に係る装置において、前記打ち込み手段(16)が前記半完成品(7)の長手方向に移動可能に配設されたスタッド(22)を有している装置。
【００６０】
形態１２．前記形態１１に係る装置において、前記半完成品(7)がくぎ状又は針状である場合には、前記スタッド(22)の前記半完成品(7)と対向する端部の直径が前記半完成品(7)における当該スタッド(22)との対向端部の直径に対応した直径とされている装置。
【００６１】
形態１３．前記形態１１に係る装置において、前記半完成品(7)がステープル状とされている場合には、前記スタッド(22)の前記半完成品(7)と対向する端部は前記半完成品(7)における当該スタッド(22)との対向端部の幅に対応した幅とされている装置。
【００６２】
形態１４．前記形態７から１３の少なくとも何れか一の形態に係る装置において、前記打ち込み手段(22)が電動、空圧及び／又は油圧の駆動装置を有している装置。
【００６３】
形態１５．航空機又は宇宙船の部品であって、コア構造体(2)の基体又は繊維体の少なくとも一部に補強構造を有しており、前記補強構造は前記形態１から６の少なくとも一つの方法、及び／又は、前記形態７から１４の少なくとも一つの装置によって製造されている部品。
【符号の説明】
【００６４】
１ コア複合材料
２ コア構造体
３ カバー層
４ ピン
５ 折り曲げ部
６ 連続半完成品
７ 半完成品
８ 先端
９ 頭部
１０ 装置
１１ 連続半完成品の供給源
１２ 送り手段
１３ 切断手段
１４ 機械加工手段
１５ 搬送手段
１６ スタッド打ち込み手段
１７ カートリッジ
１８ カートリッジ入口
１９ 機械加工具
２０ スタッド打ち込み装置
２１ スタッド
２２ スタッド打ち込み手段
２３ 停止部
Ｖ１ 連続半完成品供給方向
Ｖ２ 搬送手段送り方向
ｘ、ｙ、ｚ 軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、航空機又は宇宙船における構成部品のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法又は装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
密度に対する剛性又は強度の良好な比率の為に、コア複合材料は、例えば、航空機産業又は航空宇宙産業において広範囲に利用されている。
【０００３】
コア複合材料は、通常、上方及び下方のカバー層又はカバー体によって形成され、両者の間には、例えば、剛性を高める為に垂直方向に延びる断面六角形のセルによって形成されたハニカムコア構造体が配置されている。
【０００４】
可能な置換物として発泡体が存在する。しかしながら、前記発泡体の特定の機械的強度はハニカム構造に比して低い。発泡体は、その多機能性の為に、部品の製造及び部品性能の向上に関し、航空機産業又は航空宇宙産業における構造体等に利用されるコア複合材料への使用が検討されている。密度を過剰に上昇させることなく、発泡体の機械強度を上昇させる為に種々の異なる方法が開発されている。コアは、構造体の重量を大きく増加させることなく、ピンを配置させること又は同様の方法によって、裁縫技術を用いて局所的に補強される。さらに、異なる方法によれば、それぞれの用途に対してピン密度及びピン角度を局所的に変化させることによってコア構造体の機械特性を調整することができる。静的機械特性に関する有益性に加えて、これらのコア構造体は、衝突又は衝撃損傷等の衝撃に対しても大変に有益な特性を有している。
【０００５】
補強用の半完成品、即ち、ピンは、種々の断面形状を有する、細い棒状部材である。ピンは、処理を行う為に必要な強度を有さなければならない。例えば、使用されるピンは、０．２７９〜０．７１１ｍｍの直径を有する。
【０００６】
図１は、半完成品４で補強された従来技術のコア複合材料１の一例を示している。ｘ、ｙ、ｚ座標は方向を示している。この例において、ｘ軸はコア複合材料の長手軸に対応し、ｙ軸は垂直軸に対応し、且つ、ｚ軸は幅軸に対応している。前記コア複合材料１は、コア構造体２と前記コア構造体２の両側のカバー層３とを有している。前記コア構造体２は複数のピン４によって穿孔されており、この例では、前記複数のピン４が長手軸ｘ及び垂直軸ｙに対して所定角度をなし且つ互いに対して接触しないように配置されている。前記ピン４は幅軸ｚに対しても所定角度を有するように配置され得る。従来技術のさらに他の例が図２に示されており、図１と対比すると、ピンの端部に折り曲げ部５が設けられている。これに代えて、前記端部をカバー層３の中に穿孔させることも可能である（図示せず）。製造者は、ピンの密度、長さ、直径及び角度を変化させることによって、それぞれの用途に最適なコアを設計するオプションを有している。可能な角度は、特に圧縮応力を受ける領域に対しての直交する角度から剪断補強の為の２０°〜３０°間の角度までである。ｚ軸に対するｘ軸の強度比が１：１である等方性材料及び前記強度比が例えば２：１又は４：１とされた異方性コアの双方が、ｘ及びｙ軸（図１及び図２参照）に沿った材料方向におけるピン密度を変化させることによって得られる。ピン密度は、例えば、２０８Kg/m３まで上昇され得る。
【０００７】
改良された方法においては、ピンは超音波補助を用いて発泡体内に配置され、第２工程において表面を覆うように折り曲げられる。
【０００８】
この方法は、コア複合材料としての繊維体の３次元補強にも使用され得る。
【０００９】
米国特許第6,291,049号明細書には、複数の個別ピンを有するサンドイッチ構造が例示されている。
【００１０】
この方法の欠点は、製造に長時間を要することに起因するコスト高騰を招く点にある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、前記問題点が解消乃至は大幅に低減された方法及び装置と共に、構成部品並びに航空機又は宇宙船を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的は、請求項１及び２の特徴を有する方法、請求項７の特徴を有する装置、請求項１５の特徴を有する部品、並びに、請求項１６の特徴を有する航空機又は宇宙船によって達成される。
【００１３】
航空機又は宇宙船等に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、下記工程を含む方法が提供される。
送り手段によって連続状半完成品が搬送手段における複数のカートリッジにおける一のカートリッジ内に送り込まれる。前記カートリッジに受け入れられた切断補強用半完成品を製造する為に前記連続状半完成品が切断手段を用いて所定長さに切断される。前記カートリッジが機械加工手段へ搬送され、前記機械加工手段によって切断補強用半完成品が尖らされる。その後、前記カートリッジは、コア構造体における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送される。尖らされた前記半完成品はコア構造体における基体又は繊維体に打ち込み手段を用いて打ち込まれる。
【００１４】
航空機又は宇宙船等に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、連続状の半完成品が送り手段によってカートリッジへ送り込まれる方法も提供される。前記連続状の半完成品の自由端部が機械加工手段によって尖らされる。カートリッジに受け入れられた切断補強用半完成品を製造する為に前記連続状の半完成品が切断手段を用いて所定長さに切断される。その後、前記カートリッジがコア構造体における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送され、打ち込み手段を用いて尖らされた前記半完成品が前記コア構造体における前記基体又は前記繊維体に打ち込まれる。
【００１５】
さらに、航空機又は宇宙船等に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、連続状の半完成品をカートリッジへ送り込む送り手段を備えた補強装置を提供する。搬送手段は、一又は複数のカートリッジを有する。前記カートリッジ内に受け入れられた半完成品を製造する為の切断手段及び前記切断された補強用半完成品を尖らせる為の機械加工手段も前記装置を構成する。前記装置は、さらに、前記コア構造体における基体又は繊維体内に尖らされた半完成品を打ち込む為の打ち込み手段と、前記カートリッジを搬送する搬送手段とを備える。
【００１６】
本発明の本質的思想は、補強用半完成品を打ち込み手段を用いて基体又は繊維体に打ち込むことである。
【００１７】
とりわけ、本発明は、有利な効果を有し、超音波を用いた「シンキング・イン(sinking in)」に比して、前記打ち込み手段を用いた半完成品の打ち込みは大幅に処理速度を向上でき、時間に関し費用の低廉化を図ることができる。
【００１８】
ピンの長さは、切断処理の際に半完成品に対して調整され得る。ピンはカートリッジ内の半完成品毎に異なる長さを有し得る。従って、各半完成品はベルトシステムにおいて専用のカートリッジを有する。連続状の半完成品はカートリッジ内に挿入されて所定長さに切断される。この処理は、複数の位置で並んで同時に行われ得る。
【００１９】
用語「カートリッジ」は、連続状半完成品及び／又は半完成品の一時的な収容及び固着の為の構成部材を意味すると理解されるべきである。この「カートリッジ」は、それぞれの半完成品を固着する為に、例えば接着剤を有し得る。半完成品をそれぞれ吸引固着することも可能である。
【００２０】
前記ベルトシステムは、前記カートリッジを連続的に又は間欠的に一のステーションから次のステーションへ移送する。一時的なバッファステーションを設けることも可能である。前記ベルトシステムを無端状とすることも可能である。
【００２１】
前記半完成品は、好ましくは、円筒状フライスカッターによって尖らされ得る。円筒状フライスカッターは、例えば、研ぎ装置に使用されており、従って、高質で所定の処理能力を有するものが市販されている。切削刃による斜めのトリミング、又は研削及び研磨等の他の機械加工方法も、もちろん可能である。
【００２２】
所定長さに切断すること及び尖らせることは順序を入れ替えることも可能である。
【００２３】
前記ベルトシステムは、基体又は繊維体に打ち込む為の打ち込み手段の下方において半完成品を移送する。
【００２４】
前記半完成品は、コア構造体の繊維体のメイン軸に対して予め設定された方向に沿って前記繊維体又は前記基体に打ち込まれる。これにより、三次元的に補強されたコア複合材料を製造することができる。
【００２５】
好ましくは、前記半完成品は、前記打ち込み手段においてそれぞれに適したスタッドを用いて打ち込まれる。好ましくは、前記スタッドは、前記半完成品の長手軸に沿って移動可能とされる。前記半完成品がくぎ状又は針状である場合には、好ましくは、前記スタッドは、前記半完成品と対向する端部が前記半完成品における対向端部の直径に対応した直径を有するものとされる。この場合には、前記半完成品を基体又は繊維体内に、損傷を引き起こすこと無く高速で打ち込むことができる。
【００２６】
異なる形態において、前記半完成品がステープル状とされている場合には、好ましくは、前記スタッドは、前記半完成品と対向する端部が前記半完成品における対向端部の幅に対応した幅を有するものとされる。この場合、ステープルは既製のベルト製品としてベルトシステムにおいて使用され得る。
【００２７】
前記打ち込み手段は、電動、空圧及び／又は油圧の駆動装置を有し得る。これらの駆動装置を組み合わせることも可能である。
【００２８】
材料特性を考慮すると、半完成品、即ち、ピンは、例えば、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック材料）、チタニウム合金、ガラス、炭化ケイ素（例えば、ニカロン(Nicalon)）又は石英等の物質クラス３(three material classes)によって形成され得る。
【００２９】
航空機又は宇宙船等の構成部品は、コア構造体における基体又は繊維体であって、少なくとも一部が補強された基体又は繊維体を有する。この補強は、前記方法のうちの何れか一の方法又は前記装置によって行われる。
【００３０】
このようにして補強された基体又は繊維体、若しくは、これらが備えられた構成部品は、軽量構造体、航空機産業、宇宙船産業、自動車産業及び運動器具産業等の種々の分野において広く利用され得る。
【００３１】
航空機又は宇宙船は前記構成部品を備え得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、従来のコア複合材料の第１例の縦断模式図である。
【図２】図２は、従来のコア複合材料の第２例の縦断模式図である。
【図３】図３は、本発明に係る装置の一実施の形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施の形態に基づいてより詳細に説明する。
【００３４】
図中、特段の明記が無い限り、同様の又は機能的に均等な部材については同一符号を付している。
【００３５】
図１及び図２については既に説明しており、従って、ここでは説明を省略する。
【００３６】
図３は、本発明に係る装置１０の一形態を模式的に示している。
【００３７】
本実施の形態においては、前記装置１０は、連続半完成品供給方向Ｖ１に沿って連続状の半完成品６を送り込む送り手段１２と、所定長さの半完成品７を製造する為に前記連続状半完成品６を切断する切断手段１３と、前記連続状半完成品６及び切断された前記完成品７を受け入れるカートリッジ１７と、前記半完成品７に対して機械加工を行う機械加工手段１４と、前記半完成品７をコア構造体２の基体又は繊維体内に打ち込む打ち込み手段１６と、前記カートリッジ１７を搬送する搬送手段１５とを備えている。
【００３８】
本実施の形態においては、前記連続状半完成品６は、連続状半完成品供給源１１としてローラに巻き付けられており、例えば、溶接装置のワイヤ付加機材と同様のクロック・パルス制御型のワイヤ送り手段等とされる前記送り手段１２によって前記カートリッジ１７内に導入される。前記カートリッジ１７は、導入処理の容易化を図る為に、例えば、Ｖ字型のカートリッジ入口１８を有し得る。予め設定された所定長さに到達すると、前記切断手段１３が前記連続状半完成品６を切断して切断半完成品７が得られる。前記長さは、従来の一般的な手段を用いて設定され且つ測定される。
【００３９】
その後、前記切断半完成品７は前記機械加工手段１４へ移送される。前記搬送手段１５がこの移送の為に用いられ、一又は複数のカートリッジ１７をステーション間で且つベルト型のシステムにおいては搬送手段送り方向Ｖ２に沿って移送する。前記カートリッジ１７は、各ステーションで停止される。前記機械加工手段１４は、本実施の形態においては、筒状フライスカッターとされている機械加工具１９を有している。図示の形態においては、前記機械加工手段１４は、打ち込み処理の際に迅速にコア複合材料２内に侵入し得るように前記半完成品７の一端部を頂点８に尖らせる研ぎ装置とされている。
【００４０】
前記搬送手段は、尖らされた半完成品７を前記打ち込み手段１６へ搬送する。前記半完成品７をガイドする為にこの位置に停止部２３が備えられ得る。前記打ち込み手段１６は、電動、空圧又は油圧によって打ち込み手段２２内においてスタッド２１を往復動させる打ち込み装置２０を有する。前記打ち込み手段２２は、前記半完成品７の長手軸と同軸上に配置される。前記スタッド２１は、前記半完成品７の上端部（頭部９）の直径に一致した下端部を有する。前記打ち込み装置２０は、前記スタッド２１の下方に配置される前記半完成品７の頭部９が前記スタッド２１に直接に当接されて前記半完成品７がコア構造体２内に打ち込まれるように、前記スタッド２１を移動させる。図示の形態においては、ピン挿入方向２２は、コア複合材料２のｙ軸に沿って延びている。前記半完成品７が異なる角度で挿入される場合には、前記打ち込み手段１６は前記コア複合材料２のｘ、ｙ及びｚ軸に対して前記異なる角度に応じて移動される。この構成は詳細には図示しないが、容易に実現可能である。
【００４１】
前記半完成品７は前述した方法で前記コア複合材料２を補強する。前記頂点８の形状は、前記機械加工手段１４における対応する機械加工具１９を選択することによって、前記コア複合材料２の材質に応じて適合され得る。
【００４２】
図示の形態においては、前記装置１０は、例えば、全ての手段及び処理を監視し且つ制御する一又は複数のマイクロコントローラとされる制御手段を有している。斯かる構成によれば、完全自動化が可能となる。
【００４３】
複数の前記装置１０を直列及び／又は並列に配置させることができる。
【００４４】
好ましい実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は斯かる形態に限定されるものではなく、複数の異なる形態に変更され、組み合わされ得る。
【００４５】
例えば、連続状の半完成品６を前記カートリッジ１７に挿入させる際に、これと同時に、先端を尖らせる加工及び所定長さへの切断を行うことも可能である。
【００４６】
前記カートリッジ１７は、前記連続状半完成品／前記半完成品を一時的に固着する吸引手段及び／又は接着手段を有し得る。前記吸引手段は、吸引される複数の孔を有することができ、これらの孔は、それぞれの半完成品／被加工品の引き抜きが可能なように（例えば、それぞれの半完成品／被加工品の長手軸に沿って）形成される。
【００４７】
航空機又は宇宙船等における部品のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法においては、連続状の半完成品６を送り手段１２によって搬送手段１５における複数のカートリッジ１７のそれぞれに送り込む工程と、前記カートリッジ１７に受け入れられた切断された補強用半完成品７を製造する為に切断手段１３を用いて前記連続状半完成品６を所定長さに切断する工程と、前記カートリッジ１７を機械加工手段１４へ搬送する工程と、前記切断された補強用半完成品７を前記機械加工手段１４によって尖らせる工程と、前記カートリッジ１７をコア構造体２の補強されるべき基体又は繊維体へ搬送する工程と、先端が尖らされた前記半完成品７を打ち込み手段１６によって前記コア構造体２の基体又は繊維体内に打ち込む工程とが実行される。対応する装置によって前記方法を実施することができ、この方法及び装置によって部品を製造でき、航空機又は宇宙船がこの種の部品を備えている。
【００４８】
本発明の好ましい形態は下記の通りである。
【００４９】
形態１．航空機又は宇宙船等の部品におけるコア構造体の基体又は繊維体の補強方法であって、下記工程を含む補強方法。
(i)送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程、
(ii)前記カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程、
(iii)前記カートリッジ(17)を機械加工手段(14)へ搬送する工程、
(iv)切断された前記補強用半完成品(7)を前記機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程、
(v)コア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ前記カートリッジ(17)を搬送する工程、及び
(vi)打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程。
【００５０】
形態２．航空機又は宇宙船等の部品におけるコア構造体の基体又は繊維体の補強方法であって、下記工程を含む補強方法。
(i')送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii')前記連続状の半完成品(6)の自由端部を機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程と、
(iii')カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程と、
(iv')前記カートリッジ(17)をコア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送する工程と、
(v')打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【００５１】
形態３．前記形態１又は形態２に係る方法において、前記連続状の半完成品(6)は予め設定された長さに切断されている方法。
【００５２】
形態４．前記種々の形態のうちの少なくとも一つの形態に係る方法において、前記搬送手段(15)が複数の前記カートリッジ(17)を連続的又は間欠的に無端状に移動させることで、前記カートリッジ(17)のそれぞれに導入された前記半完成品(7)が前記送り手段(12)から前記打ち込み手段(16)へ移送される方法。
【００５３】
形態５．前記種々の形態のうちの少なくとも一つの形態に係る方法において、前記半完成品(7)は、前記コア構造体(2)の基体又は繊維体の主軸に対して予め決められた方向に沿って打ち込まれる方法。
【００５４】
形態６．前記形態５に係る方法において、前記半完成品(7)は、前記打ち込み手段(16)における適合されたスタッド(22)によって打ち込まれ、前記スタッドは前記半完成品(7)の略長手方向に沿って移動される方法。
【００５５】
形態７．航空機又は宇宙船等の部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、下記構成を有する装置。
連続状の半完成品(6)をカートリッジ(17)に送り込む送り手段(12)、
複数の前記カートリッジ(17)を有する搬送手段(15)、
前記カートリッジ(17)内に受け入れられた半完成品(7)を製造する為の切断手段(13)、
前記切断された補強用半完成品(7)を尖らせる為の機械加工手段(14)、
前記コア構造体における基体又は繊維体内に尖らされた半完成品(7)を打ち込む為の打ち込み手段(16)、及び
前記カートリッジ(17)を搬送する搬送手段(15)。
【００５６】
形態８．前記形態７に係る装置において、前記搬送手段(15)が前記連続状の半完成品(6)及び前記半完成品(7)を受け入れる複数のカートリッジ(17)を有している装置。
【００５７】
形態９．前記形態８に係る装置において、前記複数のカートリッジ(17)が無端状に配置されている装置。
【００５８】
形態１０．前記形態７から９の少なくとも何れか一の形態に係る装置において、前記半完成品(7)の端部を尖らせる為の前記機械加工手段(14)が研ぎ装置として構成されている装置。
【００５９】
形態１１．前記形態７から１０の少なくとも何れか一の形態に係る装置において、前記打ち込み手段(16)が前記半完成品(7)の長手方向に移動可能に配設されたスタッド(22)を有している装置。
【００６０】
形態１２．前記形態１１に係る装置において、前記半完成品(7)がくぎ状又は針状である場合には、前記スタッド(22)の前記半完成品(7)と対向する端部の直径が前記半完成品(7)における当該スタッド(22)との対向端部の直径に対応した直径とされている装置。
【００６１】
形態１３．前記形態１１に係る装置において、前記半完成品(7)がステープル状とされている場合には、前記スタッド(22)の前記半完成品(7)と対向する端部は前記半完成品(7)における当該スタッド(22)との対向端部の幅に対応した幅とされている装置。
【００６２】
形態１４．前記形態７から１３の少なくとも何れか一の形態に係る装置において、前記打ち込み手段(22)が電動、空圧及び／又は油圧の駆動装置を有している装置。
【００６３】
形態１５．航空機又は宇宙船の部品であって、コア構造体(2)の基体又は繊維体の少なくとも一部に補強構造を有しており、前記補強構造は前記形態１から６の少なくとも一つの方法、及び／又は、前記形態７から１４の少なくとも一つの装置によって製造されている部品。
【符号の説明】
【００６４】
１ コア複合材料
２ コア構造体
３ カバー層
４ ピン
５ 折り曲げ部
６ 連続半完成品
７ 半完成品
８ 先端
９ 頭部
１０ 装置
１１ 連続半完成品の供給源
１２ 送り手段
１３ 切断手段
１４ 機械加工手段
１５ 搬送手段
１６ スタッド打ち込み手段
１７ カートリッジ
１８ カートリッジ入口
１９ 機械加工具
２０ スタッド打ち込み装置
２１ スタッド
２２ スタッド打ち込み手段
２３ 停止部
Ｖ１ 連続半完成品供給方向
Ｖ２ 搬送手段送り方向
ｘ、ｙ、ｚ 軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、
(i)送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii)前記カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程と、
(iii)前記カートリッジ(17)を機械加工手段(14)へ搬送する工程と、
(iv)切断された前記補強用半完成品(7)を前記機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程と、
(v)コア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ前記カートリッジ(17)を搬送する工程と、
(vi)打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項２】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、
(i')送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii')前記連続状の半完成品(6)の自由端部を機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程と、
(iii')カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程と、
(iv')前記カートリッジ(17)をコア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送する工程と、
(v')打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項３】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、
(i')完成ベルト製品としてステープル状半完成品(7)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii')コア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ前記カートリッジ(17)を搬送する工程と、
(iii')打ち込み手段(16)を用いて前記ステープル状の半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項４】
前記搬送手段(15)が複数の前記カートリッジ(17)を連続的又は間欠的に無端状に移動させることで、前記カートリッジ(17)のそれぞれに導入された前記半完成品(7)が前記送り手段(12)から前記打ち込み手段(16)へ移送されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項５】
前記半完成品(7)は、前記コア構造体の基体又は繊維体の主軸に対して予め決められた方向に沿って打ち込まれることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項６】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、
連続状の半完成品(6)をカートリッジ(17)に送り込む送り手段(12)と、
複数の前記カートリッジ(17)を有する搬送手段(15)と、
前記カートリッジ(17)内に受け入れられた半完成品(7)を製造する為の切断手段(13)と、
前記切断された補強用半完成品(7)を尖らせる為の機械加工手段(14)と、
前記コア構造体における基体又は繊維体内に尖らされた半完成品(7)を打ち込む為の打ち込み手段(16)と、
前記カートリッジ(17)を搬送する搬送手段(15)とを備えていることを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項７】
前記打ち込み手段(16)は、前記半完成品(7)の長手方向に沿って移動可能に配設され且つ前記半完成品(7)と対向する側の端部の直径が前記半完成品(7)における対向端部の直径と略同一とされたスタッド(22)を有していることを特徴とする請求項６に記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項８】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、
完成ベルト製品としてステープル状半完成品(7)をカートリッジ(17)に送る送り込む手段(12)と、
複数の前記カートリッジ(17)を有する搬送手段(15)と、
前記ステープル状の半完成品(7)をコア構造体(2)における基体又は繊維体に打ち込む打ち込み手段(16)と、
前記カートリッジ(17)を搬送する搬送手段(15)とを備えていることを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項９】
前記打ち込み手段(16)は、前記半完成品(7)の長手方向に沿って移動可能に配設され且つ前記ステープル状半完成品(7)と対向する側の端部が前記ステープル状半完成品(7)における対向端部の幅と略同一幅とされたスタッド(22)を有していることを特徴とする請求項８に記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項１０】
前記複数のカートリッジ(17)は無端状に配置されていることを特徴とする請求項６から９の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項１１】
前記打ち込み手段(22)は、電動、空圧及び／又は油圧の駆動装置を有していることを特徴とする請求項６から１０の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項１】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、
(i)送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii)前記カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程と、
(iii)前記カートリッジ(17)を機械加工手段(14)へ搬送する工程と、
(iv)切断された前記補強用半完成品(7)を前記機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程と、
(v)コア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ前記カートリッジ(17)を搬送する工程と、
(vi)打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項２】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、
(i')送り手段(12)によって連続状の半完成品(6)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii')前記連続状の半完成品(6)の自由端部を機械加工手段(14)を用いて尖らせる工程と、
(iii')カートリッジ(17)に受け入れられた切断補強用半完成品(7)を製造する為に前記連続状の半完成品(6)を切断手段(13)を用いて所定長さに切断する工程と、
(iv')前記カートリッジ(17)をコア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ搬送する工程と、
(v')打ち込み手段(16)を用いて尖らされた前記半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項３】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法であって、
(i')完成ベルト製品としてステープル状半完成品(7)を搬送手段(15)における複数のカートリッジ(17)における一のカートリッジ内に送り込む工程と、
(ii')コア構造体(2)における補強されるべき基体又は繊維体へ前記カートリッジ(17)を搬送する工程と、
(iii')打ち込み手段(16)を用いて前記ステープル状の半完成品(7)を前記コア構造体(2)における前記基体又は前記繊維体に打ち込む工程とを含むことを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項４】
前記搬送手段(15)が複数の前記カートリッジ(17)を連続的又は間欠的に無端状に移動させることで、前記カートリッジ(17)のそれぞれに導入された前記半完成品(7)が前記送り手段(12)から前記打ち込み手段(16)へ移送されることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項５】
前記半完成品(7)は、前記コア構造体の基体又は繊維体の主軸に対して予め決められた方向に沿って打ち込まれることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する方法。
【請求項６】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、
連続状の半完成品(6)をカートリッジ(17)に送り込む送り手段(12)と、
複数の前記カートリッジ(17)を有する搬送手段(15)と、
前記カートリッジ(17)内に受け入れられた半完成品(7)を製造する為の切断手段(13)と、
前記切断された補強用半完成品(7)を尖らせる為の機械加工手段(14)と、
前記コア構造体における基体又は繊維体内に尖らされた半完成品(7)を打ち込む為の打ち込み手段(16)と、
前記カートリッジ(17)を搬送する搬送手段(15)とを備えていることを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項７】
前記打ち込み手段(16)は、前記半完成品(7)の長手方向に沿って移動可能に配設され且つ前記半完成品(7)と対向する側の端部の直径が前記半完成品(7)における対向端部の直径と略同一とされたスタッド(22)を有していることを特徴とする請求項６に記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項８】
航空機又は宇宙船に用いられる部品におけるコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置であって、
完成ベルト製品としてステープル状半完成品(7)をカートリッジ(17)に送る送り込む手段(12)と、
複数の前記カートリッジ(17)を有する搬送手段(15)と、
前記ステープル状の半完成品(7)をコア構造体(2)における基体又は繊維体に打ち込む打ち込み手段(16)と、
前記カートリッジ(17)を搬送する搬送手段(15)とを備えていることを特徴とするコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項９】
前記打ち込み手段(16)は、前記半完成品(7)の長手方向に沿って移動可能に配設され且つ前記ステープル状半完成品(7)と対向する側の端部が前記ステープル状半完成品(7)における対向端部の幅と略同一幅とされたスタッド(22)を有していることを特徴とする請求項８に記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項１０】
前記複数のカートリッジ(17)は無端状に配置されていることを特徴とする請求項６から９の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【請求項１１】
前記打ち込み手段(22)は、電動、空圧及び／又は油圧の駆動装置を有していることを特徴とする請求項６から１０の何れかに記載のコア構造体の基体又は繊維体を補強する装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２０１２−５０６７９６（Ｐ２０１２−５０６７９６Ａ）
【公表日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３３７０６（Ｐ２０１１−５３３７０６）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６４１５７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４９４２５
【国際公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（３１１０１４９５６）エアバス オペレーションズ ゲーエムベーハー (54)
【氏名又は名称原語表記】Ａｉｒｂｕｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｋｒｅｅｔｓｌａｇ １０，２１１２９ Ｈａｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／０６４１５７
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０４９４２５
【国際公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【出願人】（３１１０１４９５６）エアバス オペレーションズ ゲーエムベーハー (54)
【氏名又は名称原語表記】Ａｉｒｂｕｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｋｒｅｅｔｓｌａｇ １０，２１１２９ Ｈａｍｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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