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公開番号2025051598
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2024103913
出願日2024-06-27
発明の名称一体型複合構造
出願人ザ・ボーイング・カンパニー
代理人個人,個人,個人
主分類B29C 70/32 20060101AFI20250327BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】本発明は一体型複合構造及び形成方法を提供する。
【解決手段】一体型複合構造を積層する方法は、複数のロゼットを使用してマンドレルの丸みを帯びた端部に複数のドーム層を積層するステップと、その複数のロゼットとは独立した積層ロゼットを使用して、マンドレルの円筒面に複数の円筒層を積層するステップと、及び複数のドーム層の長さ及び複数の円筒層の長さを変えることによって、複数のドーム層と複数の円筒層との間の接合部を備える移行領域を形成するステップと、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
一体型（104）の複合構造（102，202）を積層する方法（800）であって、
複数のロゼット（110，308，408，508）を使用してマンドレル（118，210）の丸みを帯びた端部（116，212）に複数のドーム層（108，216）を積層するステップ（802）と、
前記複数のロゼット（110，308，408，508）とは独立した積層ロゼット（114）を使用して前記マンドレル（118，210）の円筒面（120，214）に複数の円筒層（168，218）を積層するステップ（804）と、
前記複数のドーム層（108，216）の長さ（137）及び前記複数の円筒層（168，218）の長さ（182）を変えることによって、前記複数のドーム層（108，216）と前記複数の円筒層（168，218）の間の接合部（186）を備える移行領域（184，208）を形成するステップ（805）と、
を備える方法（800）。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記複数のドーム層（108，216）を積層するステップが、複数の組の層（109）を積層するステップ（806）を備え、ここで、前記複数の組の層（109）の各組の層（138，140，142，144，146，148）は、前記複数のロゼット（110，308，408，508）のそれぞれのロゼット（126，128，130，132，134，136）に従って0度の繊維角度で積層される、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項３】
前記複数のドーム層（108，216）の各ドーム層を積層するステップが、複数の交互経路（123，304，404，504）を積層するステップ（808）を備え、ここで、前記複数の交互経路（123，304，404，504）の各経路は、複数のトウ（122，306，406，506）を備える、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項４】
前記移行領域（184，208）を形成するステップが、前記マンドレル（118，210）の前記丸みを帯びた端部（116，212）に完全に前記接合部（186）を形成するステップ（810）を備える、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項５】
前記移行領域（184，208）を形成するステップが、前記接合部（186）を形成するために、前記複数のドーム層（108，216）と前記複数の円筒層（168，218）を交互に積層するステップ（812）を備える、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項６】
前記複数のロゼット（110，308，408，508）が、少なくとも4つのロゼット（164，126，128，130，132）を備える（814）、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項７】
前記マンドレル（118，210）の前記複数のドーム層（108，216）及び前記複数の円筒層（168，218）を硬化させるステップ（816）
を、さらに備える、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項８】
前記複数のロゼット（110，308，408，508）に対してクロッキングオフセット（166）を設定するために、180度を等しい増分に分割するステップ（820）
を、さらに備える、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項９】
前記複数の円筒層（168，218）を積層するステップが、前記複数の円筒層（168，218）の積層中に、前記マンドレル（118，210）を回転させるステップ（818）を備える、請求項1に記載の方法（800）。
【請求項１０】
複数のロゼット（110，308，408，508）を使用して積層された複数の組の層（109）を備えるドーム部分（106，204）と、
前記複数のロゼット（110，308，408，508）から独立した積層ロゼット（114）で積層された円筒部分（112，206）と、
前記ドーム部分（106，204）の複数のドーム層（108，216）の長さ（137）を変えることによって、及び前記円筒部分（112，206）の複数の円筒層（168，218）の長さ（182）を変えることによって形成された前記ドーム部分（106，204）と前記円筒部分（112，206）との間の移行領域（184，208）と、
を備える一体型（104）の複合構造（102，202）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2023年9月22日に出願され、「Unitary Composite Structure」と題された米国仮特許出願第63／584，694号の利益を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 1,600 文字）【０００２】
本発明の開示は、概して複合製造に関し、より具体的には、ドーム部分と円筒部分とを備える複合構造の形成に関する。
【背景技術】
【０００３】
軽量化は、様々な構造の保管、製造、又は輸送における懸念事項である。例えば、燃料タンクなどの航空機構成要素の重量を低減することが望ましい。圧力タンクなど、構成要素の重量を低減するために、複合材料から構成要素を製造することが望ましい場合がある。
【０００４】
複合材料は、2つ以上の機能構成要素を組み合わせることによって作成された、丈夫で軽量な材料である。例えば、複合材料は、ポリマー樹脂マトリックスに結合された補強繊維を含んでもよい。繊維は、一方向テープ、織布若しくは織物、又は編組の形態をとることができる。複合材料の機械的特性及び他の材料特性が、いくつかの実装形態にとって望ましい場合がある。例えば、複合材料の浮力は、水面下の用途にとってより望ましい可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、上述した問題の少なくともいくつか、並びに他の可能性のある問題を考慮に入れた方法及び装置を提供することが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明開示の一実施形態は、一体型複合構造を積層する方法を提供する。複数のドーム層が、複数のロゼットを使用してマンドレルの丸みを帯びた端部に積層される。複数の円筒形の層が、その複数のロゼットとは独立した積層ロゼットを使用してマンドレルの円筒面に積層される。移行領域が形成され、当該移行領域は、複数のドーム層の長さ及び複数の円筒層の長さを変えることによって、複数のドーム層と複数の円筒層の間の接合部を備える。
【０００７】
本発明開示の別の実施形態は、一体型複合構造を提供する。一体型複合構造は、複数のロゼットを使用して積層された複数の組の層を備えるドーム部分と、その複数のロゼットとは独立した積層ロゼットを用いて積層された円筒部分と、及びドーム部分の複数のドーム層の長さを変える、及び円筒部分の複数の円筒層の長さを変えることによって形成された、ドーム部分と円筒部分との間の移行領域と、を備える。
【０００８】
本発明開示のさらなる実施形態は、複合構造を積層する方法を提供する。複数のドーム層がマンドレルの丸みを帯びた端部に積層される。複数のドーム層を積層するステップは、第1のロゼットを使用して0度の繊維角度でマンドレルの丸みを帯びた端部に第1の組の層を積層するステップと、第1のロゼットからオフセットされた第2のロゼットを使用して、0度の繊維角度でマンドレルの丸みを帯びた端部に第2の組の層を積層するステップと、及び第1のロゼット及び第2のロゼットの両方からオフセットされた第3のロゼットを使用して、0度の繊維角度でマンドレルの丸みを帯びた端部に第3の組の層を積層するステップと、を備える。複数の円筒層が、複数のドーム層と接触するマンドレルの円筒面に積層される。複数のドーム層と複数の円筒層の長さを変えて、複数のドーム層と複数の円筒層との間に接合部を形成する。
【０００９】
上記の形態及び機能は、本発明開示の様々な実施形態で独立に実施することができる、また、上記の形態及び機能は、さらなる詳細を下記の説明及び図面を参照して理解することができる他の実施形態で組み合わされてもよい。
【００１０】
例示的な実施形態の特徴と考えられる新規な形態は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかし、例示的な実施形態、並びにこれら実施形態の好ましい使用モード、さらなる目的及び形態は、本発明開示の例示的な実施形態の下記の詳細な説明を参照して添付図面と共に読んだ場合、最も良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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