JP2019135097A - 圧潰エッジ領域を有する複合サンドイッチパネル - Google Patents

Abstract

【課題】可視エッジを有する複合サンドイッチパネルの提供。【解決手段】複合サンドイッチパネル（１００）は、第１複合材外板（１０４）、第２複合材外板（１０６）、第１複合材外板（１０４）と第２複合材外板（１０６）との間の中空セルコア材（１０８）、及び、第１エッジ（１１２）を有する第１圧潰エッジ領域（１１０）を含む。第１エッジ（１１２）は、複合サンドイッチパネル（１００）の公称厚さ（１１６）より少なくとも４０％小さい第１の厚み（１１４）を有する。第１圧潰エッジ領域（１１０）では、少なくとも０．２５インチの長さ（１１８）にわたって、複合サンドイッチパネル（１００）の厚み（１２０）が減少している。【選択図】図１

Description

本開示は、概して、複合サンドイッチパネルに関し、より具体的には、追加のエッジ処理を行う必要のない複合サンドイッチパネルのエッジを形成することに関する。

輪郭付けされた複合パネルを製造すると、未仕上げ状態のパネルエッジができる。パネルを最終形状（net shape）に切断すると、硬化プリプレグと中空セルコア材によるサンドイッチ構造が、切断されたパネルのエッジ部分に見える状態となる。

複合サンドイッチパネルにおける、このような可視エッジには、好ましい外観のエッジにするためのエッジ処理が施される。エッジ処理は、キャビンの内部に見えるパネルのエッジを隠すための、二次的な化粧処理又は組付けプロセスである。エッジ処理によって、輪郭付け切断された複合サンドイッチパネルエッジにおける可視のコアセルを、隠すことができる。可視のパネルエッジに用いるパネルエッジ処理法の選択肢としては、複合材のトリミング、化粧板によるエッジ被覆、エッジ樹脂盛り（edge potting）又はエッジ充填（edge filling）及びその後の塗装、又は発泡処理（foam）がある。エッジ処理プロセスを行うと、コスト、航空機の重量、フロータイム、又は、オペレータの作業時間のうちの少なくとも１つが、増えることになる。

従って、上述の事項の少なくともいくつかを、また、その他の潜在的な事項を考慮にいれた方法および装置の提供が望まれる。コスト、重量、フロータイム、又はオペレータの作業時間のうちの少なくとも１つを低減することができる、可視エッジを有する複合サンドイッチパネルの製造プロセスの提供が望まれる。

本開示の例示的な実施形態は、方法を提供する。第１複合材外板、第２複合材外板、及び、中空セルコア材を、対向する金型を含むツール内に配置する。前記対向する金型を用いて、前記第１複合材外板、前記第２複合材外板、及び、前記中空セルコア材を圧縮することにより、第１圧潰エッジ領域を有する複合サンドイッチパネルを圧縮成形し、第１圧潰エッジ領域は、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第１の厚みを含む。

本開示の別の例示的な実施形態は、複合サンドイッチパネルを提供する。複合サンドイッチパネルは、第１複合材外板と、第２複合材外板と、前記第１複合材外板と前記第２複合材外板との間の中空セルコア材と、第１エッジを有する第１圧潰エッジ領域とを含む。前記第１エッジは、複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％小さい第１の厚みを有する。前記第１圧潰エッジ領域では、少なくとも０．２５インチの長さにわたって、前記複合サンドイッチパネルの厚みが減少している。

本開示のさらに別の例示的な実施形態は、圧縮成形ツールを提供する。圧縮成形ツールは、相対移動可能な対向する金型と、前記対向する金型によって形成される内部形状とを含む。前記対向する金型は、複合サンドイッチパネルの第１圧潰エッジ領域を形成するように構成された第１圧潰形成部を含む。前記内部形状は、公称厚さ、前記第１圧潰形成部によって形成された領域における第１の厚み、前記公称厚さと前記第１の厚みとの間に位置する遷移領域、ならびに、前記公称厚さ及び前記第１の厚みを囲む周囲領域を含む。前記第１の厚みは、前記公称厚さより少なくとも４０％小さい。前記遷移領域の長さは、少なくとも０．２５インチである。前記周囲領域における厚みは、前記公称厚さより大きい。

これらの特徴および機能は、本開示の様々な実施形態において個々に達成可能であり、また、他の実施形態と組み合わせることも可能である。この詳細については、以下の記載及び図面から明らかになるであろう。

例示的な実施形態に特有であると考えられる新規の特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。なお、例示的な実施形態ならびに好ましい使用形態、さらにその目的および特徴は、本開示の例示的な実施形態について後述する詳細な説明を、下記の添付図面と併せて参照することにより、最もよく理解されるであろう。

例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルが形成される製造環境のブロック図である。 例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルによって形成されたライト・ヴァランスの斜視図である。 例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルによって形成されたライト・ヴァランスの側面図である。 例示的な実施形態による、圧潰エッジ領域を有する複合サンドイッチパネルを成形するためのツールの断面図である。 例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルの断面図である。 例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルの第１圧潰エッジ領域の断面図である。 例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルを形成する方法のフローチャートである。 例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法のブロック図である。 例示的な実施形態を実施可能な航空機のブロック図である。

例示的な実施形態においては、１つ又は複数の異なる事項が認識及び考慮されている。例えば、例示的な実施形態において、複合サンドイッチパネルは、強度重量比が大きいということが認識及び考慮されている。例示的な実施形態において、複合サンドイッチパネルを形成するためには、複合材外板を中空セルコア材に押圧するということが認識及び考慮されている。例示的な実施形態において、かねてより、中空セルコア材の圧潰の防止が望まれているということが認識及び考慮されている。

図面を参照し、具体的には図１を参照すると、例示的な実施形態における、複合サンドイッチパネルを形成する製造環境のブロック図が示されている。製造環境１０２内の複合サンドイッチパネル１００は、第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、第１複合材外板１０４と第２複合材外板１０６との間の中空セルコア材１０８、及び、第１エッジ１１２を有する第１圧潰エッジ領域１１０を含む。第１エッジ１１２は、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６より少なくとも４０％小さい第１の厚み１１４を有する。

第１圧潰エッジ領域１１０では、少なくとも０．２５インチの長さ１１８にわたって、複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０が減少している。複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０は、長さ１１８を有する遷移領域１２１において、減少している。いくつかの例示的な実施例において、長さ１１８は、０．２５インチ〜１インチの範囲内である。いくつかの例示的な実施例において、長さ１１８は、１インチより大きい。遷移領域１２１の長さ１１８は、第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び、中空セルコア材１０８の圧縮に起因する、複合サンドイッチパネル１００内の欠陥を、低減するように選択される。遷移領域１２１の長さ１１８は、複合サンドイッチパネル１００の形状及び厚み１２０に基づいて、選択される。複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０は、第１圧潰エッジ領域１１０内において、第１エッジ１１２に向かう方向に減少する。

公称厚さ１１６は、第１複合材外板１０４、中空セルコア材１０８、及び、第２複合材外板１０６を一体化して複合サンドイッチパネル１００を形成した後の、複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０である。いくつかの例示的な実施例において、一体化の結果、厚みが約５％〜１０％減少し、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６となる。このような例示的な実施例において、第１複合材外板１０４、中空セルコア材１０８、及び、第２複合材外板１０６を含む、一体化前のアセンブリの厚みが、約５％〜１０％低減することにより、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６となる。

いくつかの例示的な実施例において、中空セルコア材１０８は、ハニカムコアの形態を取る。第１の厚み１１４は、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６の２０％〜６０％の範囲内である。第１の厚み１１４は、４０％圧潰〜８０％圧潰の範囲内としてもよい。

第１エッジ１１２は、切断１２２が施されている。第１エッジ１１２では、第１複合材外板１０４、中空セルコア材１０８、及び、第２複合材外板１０６の一部が見える。第１エッジ１１２は、可視のコア材セル１２６が無いフラットな外観１２４を有する。

いくつかの例示的な実施例において、複合サンドイッチパネル１００は、第２圧潰エッジ領域１２８をさらに含む。第２圧潰エッジ領域１２８は、第２の厚み１３２を有する第２エッジ１３０を含む。第２エッジ１３０は、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６より少なくとも４０％小さい第２の厚み１３２を有する。第２圧潰エッジ領域１２８では、少なくとも０．２５インチの長さ１３４にわたって、複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０が減少している。複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０は、長さ１３４を有する遷移領域１３６において、減少している。いくつかの例示的な実施例において、長さ１３４は、０．２５インチ〜１インチの範囲内である。いくつかの例示的な実施例において、長さ１３４は、１インチより大きい。遷移領域１３６の長さ１３４は、第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び、中空セルコア材１０８の圧縮に起因する、複合サンドイッチパネル１００内の欠陥を、低減するように選択される。遷移領域１３６の長さ１３４は、複合サンドイッチパネル１００の形状及び厚み１２０に基づいて、選択される。複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０は、第２圧潰エッジ領域１２８内において、第２エッジ１３０に向かう方向に減少する。

第２の厚み１３２は、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６の２０％〜６０％の範囲内である。第２の厚み１３２は、４０％圧潰〜８０％圧潰の範囲内としてもよい。

第２エッジ１３０は、切断１３８が施されている。第２エッジ１３０では、第１複合材外板１０４、中空セルコア材１０８、及び、第２複合材外板１０６の一部が見える。第２エッジ１３０は、可視のコア材セル１２６が無いフラットな外観１２４を有する。

いくつかの例示的な実施例において、複合サンドイッチパネル１００は、第３圧潰エッジ領域１４０をさらに含む。第３圧潰エッジ領域１４０は、第３の厚み１４４を有する第３エッジ１４２を含む。第３エッジ１４２は、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６より少なくとも４０％小さい第３の厚み１４４を有する。第３圧潰エッジ領域１４０では、少なくとも０．２５インチの長さ１４６にわたって、複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０が減少している。複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０は、長さ１４６を有する遷移領域１４８において、減少している。いくつかの例示的な実施例において、長さ１４６は、０．２５インチ〜１インチの範囲内である。いくつかの例示的な実施例において、長さ１４６は、１インチより大きい。遷移領域１４８の長さ１４６は、第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び、中空セルコア材１０８の圧縮に起因する、複合サンドイッチパネル１００内の欠陥を、低減するように選択される。遷移領域１４８の長さ１４６は、複合サンドイッチパネル１００の形状及び厚み１２０に基づいて、選択される。複合サンドイッチパネル１００の厚み１２０は、第３圧潰エッジ領域１４０内において、第３エッジ１４２に向かう方向に減少する。

第３の厚み１４４は、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６の２０％〜６０％の範囲内である。第３の厚み１４４は、４０％圧潰〜８０％圧潰の範囲内としてもよい。

第３エッジ１４２は、切断１５０が施されている。第３エッジ１４２では、第１複合材外板１０４、中空セルコア材１０８、及び、第２複合材外板１０６の一部が見える。第２エッジ１４２は、可視のコア材セル１２６が無いフラットな外観１２４を有する。

複合サンドイッチパネル１００は、第４エッジ１５２を含む。第４エッジ１５２は、第４の厚み１５４を有する。第４の厚み１５４は、公称厚さ１１６と実質的に同じである。いくつかの例示的な実施例において、第４エッジ１５２は、開放エッジ１５５と称される。第４エッジ１５２は、可視のコアセル１２６を有する。いくつかの例示的な実施例において、第４エッジ１５２には、可視のコアセル１２６を隠すためのエッジ処理１５６が施されている。エッジ処理は、可視のコア材セル１２６を隠すための任意の所望の処理を含む。いくつかの例示的な実施例において、エッジ処理１５６は、複合材のトリム、化粧板によるエッジ被覆、エッジ樹脂盛り又はエッジ充填及びその後の塗装、又は発泡処理（foam）のうちの少なくとも１つである。

本明細書において、「〜のうちの少なくとも１つ」という語句がアイテムのリストについて用いられる場合、リストアップされたアイテムのうちの１つ又はそれ以上を様々な組み合わせで用いてもよいことを意味し、また、リストの各アイテムの１つだけが必要な場合もあることを意味する。換言すれば、「〜のうちの少なくとも１つ」は、リストから任意の数のアイテムを任意の組み合わせで使用することが可能であり、必ずしもリストアップされたアイテムのすべてを必要としないことを意味する。アイテムは、ある特定の対象、物、又はカテゴリーであってよい。

また、この例には、アイテムＡ、アイテムＢ、およびアイテムＣである場合、アイテムＢおよびアイテムＣである場合も含まれる。もちろん、これらのアイテムをどのように組み合わせてもよい。他の例において、「〜のうちの少なくとも１つ」は、限定するものではないが、２個のアイテムＡと１個のアイテムＢと１０個のアイテムＣ；４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ；又は、他の適当な組み合わせであってもよい。

いくつかの例示的な実施例において、複合サンドイッチパネル１００の一部に、塗装１５７が施される。いくつかの例示的な実施例において、第１面１５８、第１エッジ１１２、第２エッジ１３０、又は第３エッジ１４２のうちの少なくとも１つに、塗装１５７が施される。第１面１５８は、第１複合材外板１０４によって形成されている。第１エッジ１１２が塗装される場合、第１エッジ１１２のエッジ処理は、可視のコア材セルに対する従来のエッジ処理よりも、所要時間を短くできる。

複合サンドイッチパネル１００を圧潰コアプレス（crush core press）で成形することによって、少なくとも１つのエッジが、固体ガラス繊維積層体のような挙動を示す程度にまで「圧潰される（over-crushed）」。本実施例では、第１エッジ１１２、第２エッジ１３０、及び、第３エッジ１４２の各々が「圧潰」プロセスによって形成される。「圧潰」プロセスは、熱及び圧力を用いて、複合サンドイッチパネル１００の第１エッジ１１２、第２エッジ１３０、第３エッジ１４２の各々に沿って、中空セルコア材１０８、第１複合材外板１０４、及び、第２複合材外板１０６を圧縮し、中実板状にする。

第１エッジ１１２、第２エッジ１３０、及び、第３エッジ１４２にこのような「圧潰」プロセスを用いることによって、エッジトリミングを用いずに、耐久性のあるエッジが形成される。複合サンドイッチパネル１００の第４エッジ１５２は、圧潰されないため、成形プロセス中に、当該第４エッジから揮発性物質を逃がすことができる。

第１エッジ１１２を圧潰することにより、追加の別個のエッジ処理は、任意の処理とすることができる。第１エッジ１１２を圧潰することにより、第１エッジ１１２のエッジ処理の少なくとも一部は、複合サンドイッチパネル１００の一体形成中に行われる。

複合サンドイッチパネル１００を形成するためには、中空セルコア材１０８、第１複合材外板１０４、及び、第２複合材外板１０６が、対向する金型１６２を有するツール１６０内に配置される。ツール１６０の金型１６２を閉じると、これらの金型によって内部形状(interior shape）１６４が形成される。内部形状１６４は、複合サンドイッチパネル１００の一部に「圧潰」圧力を付与することにより、第１圧潰エッジ領域１１０、第２圧潰エッジ領域１２８、及び、第３圧潰エッジ領域１４０を形成する。

「圧潰」プロセスを行うことによって複合サンドイッチパネル１００を形成した後、数値制御機械１６６を用いて、複合サンドイッチパネル１００を切断する。数値制御機械１６６を用いることにより、切断処理１２２された第１エッジ１１２、切断処理１３８された第２エッジ１３０、及び、切断処理１５０された第３エッジ１１２が形成される。

複合サンドイッチパネル１００は、所望の用途に応じた任意の所望の形状を有しうる。複合サンドイッチパネル１００は、ツール１６０及び数値制御機械１６６を用いて、形成及び成形される。いくつかの例示的な実施例において、複合サンドイッチパネル１００は、航空機１６８のコンポーネントの少なくとも一部を形成する。複合サンドイッチパネル１００は、航空機１６８における任意の所望の内装複合サンドイッチパネルを形成しうる。いくつかの例示的な実施例において、複合サンドイッチパネル１００は、ライト・ヴァランス（light valence）１７０を形成する。いくつかの例示的な実施例において、複合サンドイッチパネル１００は、天井パネル１７２を形成する。

ツール１６０は、第１圧潰エッジ領域１１０などの圧潰領域を有する複合サンドイッチパネル１００を形成するように構成されている。ツール１６０を閉じることにより、対向する金型１６２の間に内部形状１６４が形成される。内部形状１６４が、第１圧潰エッジ領域１１０を形成する。また、内部形状は、公称厚さ１１６より大きい厚み１７６を有する周囲領域１７４を含む。

周囲領域１７４は、複合サンドイッチパネル１００がツール１６０内にある際に、第１圧潰エッジ領域１１０、第２圧潰エッジ領域１２８、第３圧潰エッジ領域１４０、及び、第４エッジ１５２を囲む。周囲領域１７４は、圧縮中において、複合サンドイッチパネル１００から揮発性物質が放出するのを可能にする。周囲領域１７４は、揮発性物質の放出速度を高めることにより、複合サンドイッチパネル１００における欠陥の発生を抑制する。周囲領域１７４は、圧潰形成部１７８が、第１圧潰エッジ領域１１０、第２圧潰エッジ領域１２８、及び、第３圧潰エッジ領域１４０を形成すべく、内部形状１６４の各領域における厚みを選択的に減らしている箇所の後方で、厚みが広がっている。

いくつかの例示的な実施例において、パネルの最終切断位置に後続する圧潰領域の長さは、最小限に設定される。パネルの最終切断位置の後続部分は、複合サンドイッチパネル１００を作製するために切断される部分である。例えば、ツール１６０における、第１圧潰エッジ領域１１０、第２圧潰エッジ領域１２８及び第３圧潰エッジ領域１４０を形成する部分に後続する圧潰領域の長さは短い。パネルの最終切断位置に後続する圧潰領域の長さを短く設定することにより、所望の範囲以外での引き伸ばし又は圧潰などの不具合の発生を、抑制又は防止することができる。パネルの最終切断位置近傍の圧潰領域が短い場合、プレス工程中に、余分のガラス繊維及びコア材が、設計上の圧潰領域を超えて引き伸ばされたり、圧潰状態に成形されてしまうことが防止される。最終切断位置近傍の圧潰領域の長さを短くすると、パネルの生産性が向上する。すなわち、余分且つ不要な原材料がツール１６０で引き伸ばされて成形されることが無いために、パネルの生産性が向上する。周囲領域１７４は、最終切断位置近傍の圧潰領域を囲んでいる。周囲領域１７４は、公称厚さ１１６よりも大きい厚みである厚み１７６まで“広がる（opens back up）”ツール
の部分である。

いくつかの例示的な実施例において、第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び中空セルコア材１０８の其々の一部が、複合サンドイッチパネル１００の圧縮成形中に、周囲領域１７４内に存在する。このような例示的な実施例では、周囲領域１７４内に存在する第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び中空セルコア材１０８の一部を、数値制御機械１６６を用いて除去することにより、複合サンドイッチパネル１００が形成される。

いくつかの例示的な実施例において、圧潰形成部１７８によって圧潰された第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び中空セルコア材１０８のうちの少なくとも１つの一部を、数値制御機械１６６を用いて除去することにより、複合サンドイッチパネル１００が形成される。例えば、第１圧潰形成部によって形成された第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び中空セルコア材１０８の第１圧潰部を、数値制御機械１６６によって切断することにより、切断処理１２２された第１エッジ１１２を形成することができる。この例では、第１の厚み１１４が、第１エッジ１１２の最終切断位置まで続く。

別の例として、第２圧潰形成部によって形成された第１複合材外板１０４、第２複合材外板１０６、及び中空セルコア材１０８の第２圧潰部を、数値制御機械１６６によって切断することにより、切断処理１３８された第２エッジ１３０を形成することができる。この例では、第２の厚み１３２が、第２エッジ１３０の最終切断位置まで続く。

図示のように、対向する金型１６２は、第１金型１８０及び第２金型１８２を含む。いくつかの例示的な実施例において、対向する金型１６２は、第１金型１８０及び第２金型１８２に加えて、追加の金型を含みうる。いくつかの例示的な実施例において、圧潰形成部１７８は、第１金型１８０又は第２金型１８２の一方のみに設けられる。いくつかの例示的な実施例において、圧潰形成部１７８は、第１金型１８０と第２金型１８２の両方にある。

いくつかの例示的な実施例において、第１金型１８０を雄型１８４と称する一方、第２金型１８２を雌型１８６と称する場合がある。このような例示的な実施例では、圧潰形成部１７８は、雄型１８４に設けられた、突出部１８８などの突出部を含む。

いくつかの例示的な実施例において、ツール１６０は、圧縮成形ツール（compression molding tool）と称されうる。例示的な一実施例において、圧縮成形ツール、すなわちツール１６０は、相対移動可能な対向する金型１６２と、対向する金型１６２によって形成される内部形状１６４とを含む。対向する金型１６２は、複合サンドイッチパネル１００の第１圧潰エッジ領域１１０を形成するように構成された第１圧潰形成部１８９を含む。

内部形状１６４は、対向する金型１６２によって形成される。内部形状１６４は、公称厚さ１９０、第１圧潰形成部１８９によって形成された領域１９４の第１の厚み１９１、公称厚さ１９０と第１の厚み１９１との間に位置する遷移領域１９２、ならびに、公称厚さ１９０及び第１の厚み１９１を囲む周囲領域１７４を含む。公称厚さ１９０は、複合サンドイッチパネル１００の公称厚さ１１６と等しい。公称厚さ１９０は、複合サンドイッチパネル１００などの複合サンドイッチパネルを圧縮成形するように構成されている。第１の厚み１９１は、複合サンドイッチパネル１００の第１の厚み１１４と等しい。第１の厚み１９１は、複合サンドイッチパネル１００などの複合サンドイッチパネルの一部を圧潰するように設定されている。

第１の厚み１９１は、公称厚さ１９０より少なくとも４０％小さい。いくつかの例示的な実施例において、遷移領域１９２の長さ１９３は、少なくとも０．２５インチである。

周囲領域１７４における厚み１７６は、公称厚さ１９０より大きい。いくつかの例示的な実施例において、周囲領域１７４における厚み１７６は、公称厚さ１９０の少なくとも２倍である。いくつかの例示的な実施例において、第１の厚み１９１は、０．０５０インチ〜０．１０インチの範囲内である。いくつかの例示的な実施例において、周囲領域１７４は、対向する金型１６２が相対移動可能な方向に対して実質的に垂直に、領域１９４からツール１６０の外側に向かって離間するように延びている。

図１における製造環境１０２の図示は、例示的な実施形態が実現される態様について、物理的または構造的な限定を示唆するものではない。図示されたコンポーネントに加えて、又はこれらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを用いることもできる。いくつかのコンポーネントが不要とされる場合もある。また、図に示したブロックは、いくつかの機能的なコンポーネントを表している。例示的な実施形態においてこれらのブロック実施する際は、１つ又は複数を組み合わせたり、分割したり、組み合わせてから異なるブロックに分割したりすることができる。

次に図２を参照すると、例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルによって形成されたライト・ヴァランスの斜視図が示されている。ライト・ヴァランス２００は、複合サンドイッチパネル２０２を含む。複合サンドイッチパネル２０２は、図１の複合サンドイッチパネル１００を物理的に実現した例である。複合サンドイッチパネル２０２は、可視エッジ２０４を有する。可視エッジ２０４は、図１の第１エッジ１１２を物理的に実現した例である。

図示のように、可視エッジ２０４は、切断圧潰エッジである。可視エッジ２０４は、複合サンドイッチパネル２０２の公称厚さより少なくとも４０％小さい厚みを有する。いくつかの例示的な実施例において、可視エッジ２０４には、エッジ処理が施されていない。いくつかの例示的な実施例において、可視エッジ２０４は、塗装されている。

次に図３を参照すると、例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルによって形成されたライト・ヴァランスの側面図が示されている。ヴュー（View）３００は、可視エッジ２０４側からのライト・ヴァランス２００の側面図である。

ヴュー３００では、第２エッジ３０２が見えている。第２エッジ３０２は、図１の第２エッジ１３０を物理的に実現した例である。第２エッジ３０２は、厚み３０４を有する。厚み３０４は、複合サンドイッチパネル２０２の公称厚さより少なくとも４０％小さい。いくつかの例示的な実施例において、第２エッジ３０２には、エッジ処理が施されていない。いくつかの例示的な実施例において、第２エッジ３０２は、塗装されている。

次に図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、例示的な実施形態による、圧潰エッジ領域を有する複合サンドイッチパネルを成形するためのツールの断面図が示されている。ヴュー４００は、ツール４０４内の複合サンドイッチパネル４０２を示している。複合サンドイッチパネル４０２は、図１の複合サンドイッチパネル１００を物理的に実現した例である。いくつかの例示的な実施例において、ツール４０４内で複合サンドイッチパネル４０２を圧縮した後は、複合サンドイッチパネル４０２は、ライト・ヴァランス２００を構成する。ツール４０４は、図１のツール１６０を物理的に実現した例である。

図示のように、ツール４０４は、相対移動可能な対向する金型４０６と、対向する金型４０６によって形成された内部形状４０８とを含む。対向する金型４０６は、複合サンドイッチパネル４０２の第１圧潰エッジ領域４１２を形成するように構成された第１圧潰形成部４１０を含む。

内部形状４０８は、対向する金型４０６によって形成されている。内部形状４０８は、公称厚さ４１４、第１圧潰形成部４１０によって形成された領域４１８の第１の厚み４１６、公称厚さ４１４と第１の厚み４１６との間に位置する遷移領域４２０、ならびに、公称厚さ４１４及び第１の厚み４１６を囲む周囲領域４２２を含む。

第１の厚み４１６は、公称厚さより少なくとも４０％小さい。いくつかの例示的な実施例において、第１の厚み４１６は、０．０５０インチ〜０．１０インチの範囲内である。

遷移領域４２０の長さ４２４は、少なくとも０．２５インチである。周囲領域４２２における厚み４２６は、公称厚さ４１４より大きい。図示のように、周囲領域４２２における厚み４２６は、公称厚さの少なくとも２倍である。

ツール４０４は、複合サンドイッチパネル４０２を圧縮して、第１圧潰エッジ領域４３０を有する部品４２８を形成するように構成されている。ツール４０４は、所望の品質を有するとともに欠陥が低減された部品４２８を形成するように構成されている。

例えば、パネルの最終切断位置４３４の近傍の第１圧潰エッジ領域４３０の長さ４３２は、プレス工程中に、ガラス繊維及びコア材が、圧潰領域を超えて引き伸ばされて、圧潰状態に成形されてしまうことを抑制するように設定されている。これにより、余分且つ不要な原材料がツール内で引き伸ばされないため、パネルの生産性が向上する。これは、パネルの公称厚みより大きい厚みに広がるツールの部分である。

図示のように、周囲領域４２２は、対向する金型４０６が相対移動可能な方向に対して実質的に垂直に、領域４１８からツール４０４の外側４３６に向かって離間するように延びている。対向する金型４０６は、方向４３５に相対移動可能な第１金型４３８及び第２金型４４０を含む。第１金型４３８及び第２金型４４０によって形成される周囲領域４２２は、ヴュー４００において、方向４３５に対して実質的に垂直である。ヴュー４００は、第１金型４３８及び第２金型４４０を通る断面図である。

次に図５を参照すると、例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルの断面図が示されている。複合サンドイッチパネル５００は、図１の複合サンドイッチパネル１００の物理的に実現した例である。

複合サンドイッチパネル５００は、第１エッジ５０２及び第２エッジ５０４を有する。前述のように、第１エッジ５０２及び第２エッジ５０４は、いずれも、圧潰プロセス及び数値制御機械による切断によって形成されている。

図示のように、第１圧潰エッジ領域５０６は、第１エッジ５０２を含む。図示のように、第１エッジ５０２は、圧延されたエッジである。

第１圧潰エッジ領域５０６は、長さ５１０を有する遷移領域５０８を含む。長さ５１０は、少なくとも０．２５インチである。遷移領域５０８は、公称厚さ５１２から第１エッジ５０２の第１の厚み５１４まで、遷移領域５０８にわたって変化する。

次に図６を参照すると、例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルの第１圧潰エッジ領域の断面図が示されている。ヴュー６００は、図１のツール１６０などのツールで圧縮された後であるとともに最終形状に切断される前の、複合サンドイッチパネル６０１の図である。複合サンドイッチパネル６０１は、切断前の複合サンドイッチパネル１００を物理的に実現した例である。

複合サンドイッチパネル６０１は、遷移領域６０４を有する第１圧潰エッジ領域６０２を有している。遷移領域６０４は、少なくとも０．２５インチの長さ６０５を有する。第１圧潰エッジ領域６０２のセクション６０６は、第１の厚み６０７を有する。第１の厚み６０７は、公称厚さ６０８の少なくとも４０％が圧潰されたものである。セクション６０６は、複合サンドイッチパネル６０１のセクション６１０に実質的に垂直である。いくつかの例示的な実施例において、セクション６０６は、切断された圧延エッジを形成しうる。

セクション６０６の長さ６１２は、複合サンドイッチパネル６０１における欠陥を低減するために、最小限に設定されている。セクション６０６の長さ６１２を制限することにより、プレス工程中に、圧潰領域を超えた位置のガラス繊維及びコア材が引き伸ばされて成形されることを抑制することができる。セクション６０６の長さ６１２を最小限にすることにより、不要な原材料がツール内で引き伸ばされないため、パネルの生産性が向上する。

次に図７を参照すると、例示的な実施形態による、複合サンドイッチパネルを形成する方法のフローチャートが示されている。方法７００を用いて、図１の複合サンドイッチパネル１００を形成することができる。方法７００は、図１のツール１６０を用いて実行することができる。方法７００を用いて、図２の複合サンドイッチパネル２０２、図５の複合サンドイッチパネル５００、又は図６の複合サンドイッチパネル６０１のうちの任意のものを形成することができる。

方法７００は、第１複合材外板、第２複合材外板、及び、中空セルコア材を、対向する金型を含むツール内に配置する（工程７０２）。方法７００は、対向する金型を用いて、第１複合材外板、第２複合材外板、及び、中空セルコア材を圧縮することにより、第１圧潰エッジ領域を有する複合サンドイッチパネルを圧縮成形し、第１圧潰エッジ領域は、複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第１の厚みを含むものである（工程７０４）。

いくつかの例示的な実施例において、方法７００は、ツールを閉じることにより、金型間に内部形状を形成し、内部形状は、第１圧潰エッジ領域を形成し、内部形状は、さらに、公称厚さより厚みの大きい周囲領域を含む（工程７０６）。いくつかの例示的な実施例において、方法７００は、対向する金型のうちの一方における圧潰形成部を用いて、遷移領域内で第１圧潰エッジ領域における複合サンドイッチパネルの厚みを減らすことをさらに含み、遷移領域の長さは、少なくとも０．２５インチである（工程７０８）。いくつかの例示的な実施例において、圧潰形成部は、突出部を含む。

いくつかの例示的な実施例において、方法７００は、数値制御機械を用いて第１圧潰エッジ領域を切断することにより、可視のコア材セルの無いフラットな外観を有する切断エッジを形成し、第１圧潰エッジ領域は、第１の厚みを有する（工程７１０）。いくつかの例示的な実施形態において、方法７００は、第１圧潰エッジ領域を切断することにより、複合サンドイッチパネルにおける１の厚みを含む部分を除去する（工程７１２）。いくつかの例示的な実施例において、前記除去される部分は、第１の厚みの二倍の厚みを有する部分をさらに含む。

いくつかの例示的な実施形態において、方法７００は、第１複合材外板、第２複合材外板、及び中空セルコア材を圧縮する際に、第２圧潰エッジ領域及び第３圧潰エッジ領域を形成する（工程７１４）。いくつかの例示的な実施例において、方法７００は、複合サンドイッチパネルの第２圧潰エッジ領域及び第３圧潰エッジ領域を形成しつつ、複合サンドイッチパネルの第４エッジから揮発性物質を逃がす（工程７１６）。

フローチャートやブロック図に示した異なる実施形態は、例示的な実施形態による装置や方法について、可能ないくつかの実施態様の構造、機能、処理を示している。この点に関し、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能及び／又は操作や工程の一部を表す場合もある。

例示的な実施形態のいくつかの代替の実施態様では、ブロックで示した１つ又は複数の機能を、図に示した順序とは異なる順序で実行してもよい。例えば、場合によっては、連続して示されている２つのブロックを、関連する機能に応じて、実質的に同時に実行してもよいし、逆の順序で実行してもよい。また、フローチャートまたはブロック図に示したブロックに対して、他のブロックを追加してもよい。

いくつかの例示的な実施例において、方法７００のすべてのブロックを行わなくともよい。例えば、工程７０６〜７１６は任意である。

本開示の例示的な実施形態は、図８に示す航空機の製造及び保守方法８００に関連させて、また、図９に示す航空機９００に関連させて、説明することができる。まず図８を参照すると、同図には、例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法が示されている。生産開始前の工程として、航空機の製造及び保守方法８００は、図９の航空機９００の仕様決定及び設計８０２及び材料調達８０４を含みうる。

生産中は、航空機９００の部品及び小組立品の製造８０６及びシステム統合８０８が行われる。その後、航空機９００は、例えば認可及び納品８１０を経て、就航８１２に入る。顧客による就航８１２の間、航空機９００は、定例の整備及び保守８１４のスケジュールに組み込まれ、これは、改良、再構成、改修、及び他の保守又はサービスを含みうる。

航空機の製造及び保守方法８００の各工程は、システムインテグレーター、第三者、及び／又は、オペレータによって実行又は実施することができる。これらの例において、オペレータは顧客であってもよい。なお、システムインテグレーターは、限定するものではないが、航空機メーカ及び主要システム下請業者をいくつ含んでもよい。第三者は、限定するものではないが、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでもよい。オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織等であってもよい。

次に図９を参照すると、例示的な実施形態を実施可能な航空機が示されている。本例において、航空機９００は、図８の航空機の製造及び保守方法８００によって製造され、複数のシステム９０４及び内装９０６を備えた機体９０２を含みうる。システム９０４は、例えば、推進系９０８、電気系９１０、油圧系９１２、及び、環境系９１４のうちの１つ以上を含む。また、その他のシステムをいくつ含んでもよい。また、航空宇宙産業に用いた場合を例として示しているが、種々の例示的な実施形態を、例えば自動車産業等の他の産業に適用してもよい。

本明細書において実施される装置及び方法は、航空機の製造及び保守方法８００の段階のうちの少なくとも１つにおいて、採用することができる。１つ又はそれ以上の例示的な実施形態を、図８における部品及び小組立品製造８０６、システム統合８０８、又は整備及び保守８１４の段階で用いることができる。例えば、複合サンドイッチパネル１００を、部品及び小組立品の製造工程８０６において形成することができる。別の例として、複合サンドイッチパネル１００は、図８の整備及び保守８１４で用いられる交換部品であってもよい。

本明細書において実施される装置及び方法は、航空機９００の少なくとも１つのコンポーネントの製造に用いることができる。例えば、図１の複合サンドイッチパネル１００を製造することにより、内装９０６の一部を形成することができる。

例示的な実施例は、エッジ処理時間、コスト、又は重量が低減された複合サンドイッチパネルを形成するための方法及び装置を提供する。例示的な実施例は、航空機に用いられる圧潰コアガラス繊維パネルを提供するものである。いくつかの例示的な実施例において、圧潰コアガラス繊維パネルは、航空機の客室のライト・ヴァランスであってもよい。いくつかの例示的な実施例において、圧潰コアガラス繊維パネルは、航空機の客室の天井パネルであってもよい。２つの具体例を提示したが、例示的な実施例に示した圧潰コアガラス繊維パネルは、航空機の任意の所望位置で、露出エッジを有する任意の所望のコンポーネントに用いることができる。

例示的な実施例は、航空機の客室内の乗客に見える可視のパネルエッジのエッジ処理を、パネル圧潰設計を用いて行うことを提示している。例示的な実施例は、圧潰及び一体化されたパネルエッジを有する複合パネルを含む。複合サンドイッチパネルを圧潰することにより、最終形状まで５軸トリミング加工した後には、一体化したきれいなエッジが得られる。可視のコア材セルを有する複合サンドイッチパネルを切断すると、コアフラギング（core flagging）とも称される、エッジが毛羽立ったあるいは粗い状態になる場合がある。例示的な実施例における圧潰エッジでは、そのような目に見えるコア材剥がれが存在しない。圧潰エッジを切断した後は、パネルは、塗装あるいは化粧仕上げを行える状態である。

例示的な実施例は、嵌合させた金型ダイ内で複合パネルを形成するプロセスに、エッジ処理を組み込んでいる。可視エッジの処理が望まれるパネルのエッジにおいて、パネルの厚みが大幅に低減される。例示的な実施例は、コスト、重量、部品数、部品の複雑さ、流量のうちの少なくとも１つを、低減することができる。例示的な実施例は、塗装された内装パネルにエッジ処理を施す方法を提供する。塗装されたパネルは、化粧フィルムによるエッジ被覆プロセスを受けないことになる。

また、本開示は以下の付記による実施形態を含む。

付記１． 第１複合材外板、第２複合材外板、及び、中空セルコア材を、対向する金型を含むツール内に配置し、
前記対向する金型を用いて、前記第１複合材外板、前記第２複合材外板、及び、前記中空セルコア材を圧縮することにより、第１圧潰エッジ領域を有する複合サンドイッチパネルを圧縮成形し、前記第１圧潰エッジ領域は、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第１の厚みを含む、方法。

付記２． 前記ツールを閉じることにより、前記金型間に内部形状を形成することをさらに含み、前記内部形状は、前記第１圧潰エッジ領域を形成し、前記内部形状は、さらに、前記公称厚さより厚みの大きい周囲領域を含む、付記１に記載の方法。

付記３． 前記対向する金型のうちの一方における圧潰形成部を用いて、遷移領域内で第１圧潰エッジ領域における前記複合サンドイッチパネルの厚みを減らすことをさらに含み、前記遷移領域の長さは、少なくとも０．２５インチである、先行するいずれかの付記に記載の方法。

付記４． 前記圧潰形成部は、突出部を含む、付記３に記載の方法。

付記５． 数値制御機械を用いて前記第１圧潰エッジ領域を切断することにより、可視のコア材セルの無いフラットな外観を有する切断エッジを形成することをさらに含み、前記第１圧潰エッジ領域は、前記第１の厚みを有する、先行するいずれかの付記に記載の方法。

付記６． 前記第１圧潰エッジ領域を切断することにより、前記複合サンドイッチパネルにおける前記第１の厚みを含む部分を除去する、付記５に記載の方法。

付記７． 前記部分は、前記第１の厚みの二倍の厚みをさらに含む、付記６に記載の方法。

付記８． 前記第１複合材外板、前記第２複合材外板、及び、前記中空セルコア材を圧縮する際に、第２圧潰エッジ領域及び第３圧潰エッジ領域を形成することと、
前記複合サンドイッチパネルの前記第２圧潰エッジ領域及び前記第３圧潰エッジ領域を形成しつつ、前記複合サンドイッチパネルの第４エッジから揮発性物質を逃がすことと、をさらに含む、先行するいずれかの付記に記載の方法。

付記９． 第１複合材外板と、
第２複合材外板と、
前記第１複合材外板と前記第２複合材外板との間の中空セルコア材と、
第１エッジを有する第１圧潰エッジ領域と、を含む複合サンドイッチパネルであって、前記第１エッジは、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第１の厚みを有し、前記第１圧潰エッジ領域では、少なくとも０．２５インチの長さにわたって、前記複合サンドイッチパネルの厚みが減少している、複合サンドイッチパネル。

付記１０． 前記第１エッジは、可視のコアセルが無いフラットな外観を有する、付記９に記載の複合サンドイッチパネル。

付記１１． 前記第１エッジは、圧延エッジである、先行するいずれかの付記に記載の複合サンドイッチパネル。

付記１２． 前記第１エッジを被覆する塗料をさらに含む、先行するいずれかの付記に記載の複合サンドイッチパネル。

付記１３． 前記複合サンドイッチパネルは、航空機のライト・ヴァランスを形成し、前記第１エッジは、前記航空機の乗客に見えるものである、先行するいずれかの付記に記載の複合サンドイッチパネル。

付記１４． 第２エッジを有する第２圧潰エッジ領域であって、前記第２エッジは、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第２の厚みを有し、前記第２圧潰エッジ領域では、少なくとも０．２５インチの長さにわたって前記複合サンドイッチパネルの厚みが減少している、第２圧潰エッジ領域と、
第３エッジを有する第３圧潰エッジ領域であって、前記第３エッジは、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第３の厚みを有し、前記第３圧潰エッジ領域では、少なくとも０．２５インチの長さにわたって前記複合サンドイッチパネルの厚みが減少している、第３圧潰エッジ領域と、をさらに含む、先行するいずれかの付記に記載の複合サンドイッチパネル。

付記１５． 可視のコア材セルを有する開放エッジをさらに含み、前記開放エッジは、前記複合サンドイッチパネルの前記公称厚さである、先行するいずれかの付記に記載の複合サンドイッチパネル。

付記１６． 前記開放エッジに施されたエッジ処理をさらに含む、付記１５に記載の複合サンドイッチパネル。

付記１７． 相対移動可能であるとともに、複合サンドイッチパネルの第１圧潰エッジ領域を形成するように構成された第１圧潰形成部を含む、対向する金型と、
前記対向する金型によって形成される内部形状と、を含む圧縮成形ツールであって、前記内部形状は、公称厚さ、前記第１圧潰形成部によって形成された領域における第１の厚み、前記公称厚さと前記第１の厚みとの間に位置する遷移領域、ならびに、前記公称厚さ及び前記第１の厚みを囲む周囲領域を含み、前記第１の厚みは、前記公称厚さより少なくとも４０％小さく、前記遷移領域の長さは、少なくとも０．２５インチであり、前記周囲領域における厚みは、前記公称厚さより大きい、圧縮成形ツール。

付記１８． 前記周囲領域における前記厚みは、前記公称厚さの少なくとも二倍である、付記１７に記載の圧縮成形ツール。

付記１９． 前記第１厚みは、０．０５０インチ〜０．１０インチの範囲内である、先行する付記のいずれかに記載の圧縮成形ツール。

付記２０． 前記周囲領域は、前記対向する金型が相対移動可能な方向に対して実質的に垂直に、前記領域からツールの外側に向かって離間するように延びている、先行する付記のいずれかに記載の圧縮成形ツール。

様々な例示的な実施形態の説明は、例示および説明のために提示したものであり、すべてを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。当業者には、多くの改変や変更が明らかであろう。また、例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる特徴を含みうる。上述した１つ又は複数の実施形態は、実施形態の原理および実際の用途を最も的確に説明するとともに、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の改変を加えた様々な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択および記載したものである。

Claims (12)

1. 第１複合材外板、第２複合材外板、及び、中空セルコア材を、対向する金型を含むツール内に配置し、
   前記対向する金型を用いて、前記第１複合材外板、前記第２複合材外板、及び、前記中空セルコア材を圧縮することにより、第１圧潰エッジ領域を有する複合サンドイッチパネルを圧縮成形し、前記第１圧潰エッジ領域は、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第１の厚みを含む、方法。
2. 前記ツールを閉じることにより、前記金型間に内部形状を形成することをさらに含み、前記内部形状は、前記第１圧潰エッジ領域を形成し、前記内部形状は、さらに、前記公称厚さより厚みの大きい周囲領域を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記対向する金型のうちの一方における圧潰形成部を用いて、遷移領域内で第１圧潰エッジ領域における前記複合サンドイッチパネルの厚みを減らすことをさらに含み、前記遷移領域の長さは、少なくとも０．２５インチである、請求項１又は２のいずれか１つに記載の方法。
4. 前記圧潰形成部は、突出部を含む、請求項３に記載の方法。
5. 数値制御機械を用いて前記第１圧潰エッジ領域を切断することにより、可視のコア材セルの無いフラットな外観を有する切断エッジを形成することをさらに含み、前記第１圧潰エッジ領域は、前記第１の厚みを有する、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記第１圧潰エッジ領域を切断することにより、前記複合サンドイッチパネルにおける前記第１の厚みを含む部分を除去する、請求項５に記載の方法。
7. 前記部分は、前記第１の厚みの二倍の厚みをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記第１複合材外板、前記第２複合材外板、及び、前記中空セルコア材を圧縮する際に、第２圧潰エッジ領域及び第３圧潰エッジ領域を形成することと、
   前記複合サンドイッチパネルの前記第２圧潰エッジ領域及び前記第３圧潰エッジ領域を形成しつつ、前記複合サンドイッチパネルの第４エッジから揮発性物質を逃がすことと、をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。
9. 第１複合材外板と、
   第２複合材外板と、
   前記第１複合材外板と前記第２複合材外板との間の中空セルコア材と、
   第１エッジを有する第１圧潰エッジ領域と、を含む複合サンドイッチパネルであって、前記第１エッジは、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第１の厚みを有し、前記第１圧潰エッジ領域では、少なくとも０．２５インチの長さにわたって、前記複合サンドイッチパネルの厚みが減少しており、前記第１エッジは、圧延エッジである、複合サンドイッチパネル。
10. 前記複合サンドイッチパネルは、航空機のライト・ヴァランスを形成し、前記第１エッジは、前記航空機の乗客に見えるものである、請求項９に記載の複合サンドイッチパネル。
11. 第２エッジを有する第２圧潰エッジ領域であって、前記第２エッジは、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第２の厚みを有し、前記第２圧潰エッジ領域では、少なくとも０．２５インチの長さにわたって前記複合サンドイッチパネルの厚みが減少している、第２圧潰エッジ領域と、
    第３エッジを有する第３圧潰エッジ領域であって、前記第３エッジは、前記複合サンドイッチパネルの公称厚さより少なくとも４０％少ない第３の厚みを有し、前記第３圧潰エッジ領域では、少なくとも０．２５インチの長さにわたって前記複合サンドイッチパネルの厚みが減少している、第３圧潰エッジ領域と、をさらに含む、請求項９又は１０に記載の複合サンドイッチパネル。
12. 可視のコア材セルを有する開放エッジであって、前記複合サンドイッチパネルの前記公称厚さである開放エッジと、
    前記開放エッジに施されたエッジ処理と、をさらに含む、請求項９に記載の複合サンドイッチパネル。

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