層状テープ複合構造物を作製するための装置及び方法

本開示は、層状テープ複合材構造物に関する。

複合構造物は、多くの場合、積層アセンブリであって、その中で、予め含浸された材料(又はプリプレグ材料)のような複合構造物のシート又はテープ(プライ又はプライ層と称されることが多い)が、支持表面上に積層されるか若しくは組み立てられて特定の複合構造物を画定しうる、積層アセンブリを含む。一部の複合構造物では、第1の平面又は表面と第2の平面又は表面との間で、複合材料のプライが、曲げられ、包まれ、形成され、若しくは引き伸ばされうる。かかる例では、複合材料のシートの有限の厚み及び/又は機械的剛性が、第1表面と第2表面との間の推移領域において、有限の曲がり又は曲率半径をもたらす。一部の幾何形状においては、この有限の曲率半径は、1つに組み立てられたプライの隣接する外表面間に、空隙容積又は空洞をもたらす。機械的荷重の不連続性を回避するために、この空隙容積は、ヌードルとも称されうるR部フィラーのような充填材料で充填されうるか、若しくはそれによって塞がれうる。R部フィラーを含む層状複合構造物の製造は、時間がかかり、大きな労働力を要し、かつ、処理中の損傷をしばしばもたらす。そのため、層状複合構造物の構成を自動化することが、必要とされている。

層状テープ複合構造物を作製するための装置及び方法が、本書で開示されている。

一部の装置は、レイアップ面に対して平行移動するよう構成されたフレームと、フレームによって支持された第1テープの供給源と、フレームによって支持されており、第1テープの供給源から第1テープを受容するよう、かつ、フレームが第1方向にレイアップ面に沿って平行移動するにつれて第1テープをレイアップ面上に配置するよう構成された、第1テープ配置モジュールとを、含む。一部のかかる装置は更に、フレームによって支持された第2テープの供給源と、第1テープ配置モジュールに関連してフレームによって支持されており、第2テープの供給源から第2テープを受容するよう、かつ、フレームが第1方向にレイアップ面に沿って移動するにつれて第2テープをレイアップ面上に配置された第1テープの上に配置するよう構成された、第2テープ配置モジュールとを、含む。

一部の方法は、第1テープを供給することと、第1テープをレイアップ面上に配置することとを含む。一部のかかる方法は更に、第2テープを供給することと、第2テープをレイアップ面上の第1テープの上に配置することとを含む。

一部の方法は、一又は複数の第1テープを供給することと、一又は複数の第2テープを供給することと、一又は複数の第1テープをレイアップ面上に配置することと、一又は複数の第2テープをレイアップ面上の一又は複数の第1テープの上に配置することと、(1)配置される第1テープの厚みを制御するために、いくつかの第1テープが供給されること、及び配置されることを、能動的に制御すること、及び、(2)配置される第2テープの厚みを制御するために、いくつかの第2テープが供給されること、及び配置されることを、能動的に制御すること、のうちの一方を行うこととを、含む。

一部の方法は、同一の幅を有する2つ以上のテープを供給することと、2つ以上のテープを結合して結合されたテープを形成することと、結合されたテープをレイアップ面上に配置することとを、含む。

本開示による装置及び/又は方法によって作製された、層状テープR部フィラーを含みうる例示的な複合構造物の部分概略図である。

R部フィラーの在処の例示的で非限定的な一例を示す、図1の複合構造物の部分端面図である。

本開示による装置及び/又は方法によって作製された例示的な層状テープ複合構造物を表す、概略側面図である。

本開示による装置及び/又は方法によって作製された例示的な層状テープ複合構造物を表す、別の概略側面図である。

本開示による装置及び/又は方法によって作製された例示的な層状テープ複合構造物を表す、別の概略側面図である。

層状テープ複合構造物を作製するための装置を表す概略図である。

層状テープ複合構造物を作製するための装置の例示的なテープ結合モジュールを表す概略図である。

層状テープ複合構造物を作製するための装置の例示的なテープ配置モジュールを表す概略図である。

層状テープ複合構造物を作製するための装置の例示的なテープ折曲モジュールを表す概略図である。

層状テープ複合構造物を作製するための装置の例示的で非限定的な一例の斜視図であり、レイアップ面上で層状テープ複合構造物を作製するプロセスを示している。

層状テープ複合構造物を作製するための方法を概略的に表すフローチャートである。

本開示による装置、構造物、及び/又は方法を含みうる、航空機の製造及び保守方法のフロー図である。

本開示による装置及び/又は方法によって作製された層状テープ複合構造物を含みうる航空機のブロック図である。

層状複合構造物を作製するための装置及び方法、並びに、層状テープ複合構造物及び層状テープ複合構造物を含む装置が、本書で開示されている。図では、概して、所与の例に含まれる可能性が高い要素は実線で示されるが、所与の例で任意の要素は破線で示される。しかし、実線で示される要素は、本開示のすべての例に必須というわけではなく、本開示の範囲を逸脱しなければ、実線で示す要素を特定の例から省略してもよい。

複合構造物30で構成された例示的な構造成分28が、対向するフリンジ32、34と、対向するフリンジ間に延在するウェブ36とを有するI型ビームの形態で、例示目的で図1に提示されている。ここで図2の詳細な図を参照するに、フリンジ34は、フリンジ34の全体にわたる上部層39、及び、フリンジ34からウェブ36へと推移し、かつ、ウェブ36を一体的に画定する、2つの下部層40、42で構成されていることが視認できる。間隙空間38は、R部フィラー29で充填されうるか、若しくはそれによって塞がれてよく、R部フィラー29は、間隙空間38内に延在しうる、本開示による層状テープR部フィラー50でありうる。航空機20に照らして説明がなされているが、層状テープR部フィラー50を含む複合構造物30、並びに他の種類の層状テープ複合構造物49は、任意の好適なアセンブリ、デバイス、装置等を画定し、かつ/又は、それらを構成するために利用されうる。任意の好適なアセンブリ、デバイス、装置等の例示的で非限定的な例は、陸上ビークル、海洋ビークル、橋、マスト、及び、R部フィラーを必要とするか、又はR部フィラーの恩恵を受ける複合構造物で構成された他の任意の構造物を含み、それらは全て、本開示の範囲に含まれると見なされる。

R部フィラーは多種多様なプロセスを使用して構成又は作製されてよく、多種多様なプロセスの例は、米国特許出願公開第2014/0034236号、米国特許出願第14/244,690号、及び、米国特許出願第No.14/464,467号に開示されており、それらの開示は参照によって本書に組み込まれる。本開示は、層状テープ複合構造物、つまり、複数の個別の丈の長い又は帯状のテープを積み重ねるか又積層させることによって作製される、複合構造物に関する。層状テープR部フィラー50は層状テープ複合構造物49の例示的で非限定的な一例であり、本開示は、層状テープR部フィラーを形成するための装置及び方法に限定されるわけではない。

図3は、本開示による装置及び/又は方法によって作製されうる、層状テープR部フィラー50を任意で形成しうる層状テープ複合構造物49を、概略的に表している。概略的に示しているように、層状テープ複合構造物49は、種々の幅を有する複数のテープ又はリボン52を含みうる。層状テープ複合構造物49には、同一の幅を有するテープ52の一又は複数の層が含まれうる。追加的又は代替的には、同一の幅を有するテープ52の一又は複数の層は、それらのそれぞれの端部が互いに一直線になっている状態、或いは、少なくともおおよそ又は実質的に互いに一直線になっている状態で、互いの頂部上にじかに積層されうる。追加的又は代替的には、2つ以上のテープ52が、横方向に互いに隣接して位置付けられて、層状テープ複合構造物49の単一の層を画定しうる。つまり、テープの最下層について図3の55で任意的かつ概略的に提示しているように、2つ以上のテープのそれぞれの端部が互いに当接している状態である。

そのため、テープ52の層の既定の構成は、図3の点線で概略的に表されているような、作製される層状テープ複合構造物49の所望の断面外形54であって、例えば、図2に概略的に示す複合構造物30の間隙38に対応しているか又は概して対応しており、かつ、本書では層状テープR部フィラー50の例において説明されている、所望の断面外形54で、概して画定するか、又はそれに概して対応するように、動作上一つに積層されうる。所望の断面外形54は、追加的又は代替的には、理論的な断面外形54、既定の所望断面外形54、及び/又は、予め画定された所望の断面外形54として記述されうる。層状テープR部フィラー50の例のようないくつかの例では、所望の断面外形54は、概して三角形であるか、又は、2つ以上の弧状辺及び/又は2つ以上の平坦な辺を伴って概して三角形でありうる。

本書では、説明と種々の幅のテープ間の区別とを容易にするために、共通の幅を有するテープ52は、第1テープ、第2テープ、第3テープなどと記述され、グループにまとめられうる。例えば、単なる例示のためにのみ提示されている、図3の例示的、非限定的かつ概略的な例では、概略的に示されている層状テープ複合構造物49は、第1の幅57を有する第1層56と、第1層56の直上に位置付けられ、第1の幅57よりも狭い第2の幅59を有する第2層58と、第2層58の直上に位置付けられ、第2の幅59よりも狭い第3の幅61を有する第3層60と、第3層60の直上に位置付けられ、第3の幅61よりも狭い第4の幅63を有する第4層62と、第4層62の直上に位置付けられ、第4の幅63よりも狭い第5の幅65を有する2つの第5層64と、第5層64の直上に位置付けられ、第5の幅65よりも狭い第6の幅67を有する2つの第6層66と、第6層66の直上に位置付けられ、第6の幅67よりも狭い第7の幅69を有する第7層68と、第7層68の直上に位置付けられ、第7の幅69よりも狭い第8の幅71を有する2つの第8層70と、第8層70の直上に位置付けられ、第8の幅71よりも狭い第9の幅73を有する第9層72とを、含むものとして記述されうる。図3の概略的に表された例では、各テープ52は、同一の厚みを備えて示されているが、様々な厚み並びに様々な幅のテープが利用されうることも、層状複合構造物49の、ひいては本開示による装置及び方法の、範囲に含まれる。

第6層66に関して示されるようないくつかの例では、単一のテープをそれ自体に接するように折りたたむことによって、2つ以上の層が任意で形成されうる。

上述のように、それぞれの種類のテープ(すなわち、第1テープ、第2テープ、第3テープなど)は、テープが単一の供給源から供給されるか、或いは2つ以上の供給源から供給されるかを問わず、共通の幅を画定する。そのため、第1テープの2つ以上の層に言及する場合、第1テープの層は全て同一の幅を有する。いくつかの例では、第1テープの2つ以上の層は全く同一の構造であり、同一の幅だけでなく、同一の厚み、及び、層を構成する同一材料も含む。他の例では、第1テープの2つ以上の層は、同一の幅を有するが、異なる厚みを有しうるか、異なる材料で構成されうるか、又は、異なる材料特性を有しうる。例えば、テープが繊維強化複合材料で構成されている場合、第1テープの2つ以上の層は、同一の幅を有してよいが、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数においては任意で相違しうる。

追加的には、テープの区別可能な各幅(例えば図3を参照するに、第2テープ58と対比しての第1テープ56)は、幅のみにおいて互いに相違しうる。つまり、同一の厚みを有し、かつ、同一の材料で構成されうるか、又は同一の材料特性を有しうる。代替的には、第1テープは、幅、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数において、第2テープと相違しうる。

繊維強化複合材料は、追加的又は代替的には、繊維強化ポリマー又は繊維強化プラスチックと記述されるか、又は称されうる。本書で使用する場合、繊維強化複合材料は、少なくともエポキシ又は他のポリマー、或いは結合材料を、炭素繊維、ボロン繊維、パラアラミド(例えばKevlar(登録商標))繊維、ガラス繊維、及び/又は他の繊維のような(ただしそれらだけに限定されない)繊維と共に含むと、理解すべきである。いくつかの実施形態では、繊維はファブリック内に織り込まれうる。いくつかの例では、テープ52は、プリプレグテープ、つまり、関連する結合材料に予め含侵される繊維の層でありうる。プリプレグテープの結合材料は、テープの有効な処理及びテープの複数の層を一つにする選択的な組み立てを可能にするように、部分的に硬化又は事前硬化されうる。典型的には部分的に硬化されたプリプレグテープは、接触に対して粘着性であり、従って、積層されると容易に接着して一つになるが、必ずしも恒久的に接着しているわけではない。つまり、積層されても、2つの隣接するテープは、もし分離が望まれるのであれば、分離されることが可能でありうる。テープの隣接する層をより恒久的に一つに接着するために、層状テープは、一緒に圧縮又は押圧されうる。2つ以上の層のこの押圧は、層の圧縮と称される。

テープ41は概して、一定の幅と、一定の厚みと、幅及び厚みよりも著しく長い長さを有する、丈の長い薄シート状又はフィルム状の材料であることを、理解すべきである。層状テープR部フィラー50を含む層状複合構造物49を構成するために好適でありうる、テープ52の幅の例示的で非限定的な例は、1/8インチ〜2インチ以上の範囲内の幅、及び/又は、5〜50ミリメートル(mm)以上の範囲内の幅を含み、1/8インチ、1/4インチ、1/2インチ、3/4インチ、1インチ、1.5インチ、2インチ、5mm、10mm、20mm、30mm、40mm、及び50mmの幅を含む(ただしそれらだけに限定されない)。

ここで図4及び図5を確認すると、本書でより詳細に説明されるように、層状テープR部フィラー50は、原位置外で(ex situ)、つまり、R部フィラーが一部をなすことになる最終複合構造物とは別個の分離されたレイアップ面上で構成されうるか、又は、原位置で(in situ)、つまり、R部フィラーが一部をなす複合構造物の内部でじかに、構成されうる。そのため、原位置外での構成の例では、図4を参照するに、層状テープR部フィラー50は、最大幅のその一又は複数の層が最初に載置され、その後に載置される層の幅が漸減していくように、構成されうる。逆に、原位置での構成の例では、図5を参照するに、層状テープR部フィラー50は、最も幅が狭いその一又は複数の層が空隙空間38内に最初にじかに載置され、その後に載置される層の幅が漸増していって間隙空間の残部を満たすように、構成されうる。

ここで図6を確認するに、層状テープ複合構造物49を作製するための装置100の例示的で非限定的な例の図が、概略的に提示されている。図6は、追加的又は代替的には、装置100を通って層状テープ複合構造物49になるテープ52のフローを概略的に表しているか、又は示していると、或いは、層状テープ複合構造物49作製するためのシステム102を表しているか、又は示していると、記述されうる。

図6の実線で概略的に示すように、装置100は概して、レイアップ面80に対して平行移動するよう構成されているフレーム又は支持構造物104を含む。装置100は概して、フレームによって支持された1テープ108の供給源106も含む。装置100は概して、フレームによって支持された第2テープ112の供給源110も含む。ただし、装置100が、第2テープ112の供給源110を含むことなく、第1テープ108の供給源のみを含みうることも、本開示の範囲に含まれる。装置100は概して、フレームによって支持された第1テープ配置モジュール114も含む。第2テープ112の供給源110を含む実施形態では、装置100は概して、フレームによって支持された第2テープ配置モジュール116も含む。概略的に示すように、第1テープ配置モジュール114は、第1テープ108の供給源106から第1テープ108を受容するよう、かつ、フレーム104が、図6の82の大きな左向きの矢印によって表されている第1方向82に、レイアップ面に沿って平行移動させられるにつれて、第1テープをレイアップ面80上に配置するよう、構成される。第2テープ配置モジュール116は、それが存在する場合、第1テープ配置モジュール114に関連してフレーム104によって支持されており、第2テープ112の供給源110から第2テープ112を受容するよう、かつ、フレーム104が第1方向82にレイアップ面に沿って移動させられるにつれて、第2テープ112をレイアップ面80上に配置された第1テープ108の上に配置するよう、構成される。

フレーム104は、層状テープ複合構造物49を動作上作製するために、互いに関連する装置100の他の様々なコンポーネントを支持するよう構成されているような、任意の好適な構造を有しうる。フレーム104は、追加的又は代替的には、ハウジング104、本体104、又は構造フレーム104と記述されうる。

図6に概略的かつ任意的に示すように、第1テープ108の供給源106は、第1テープ108の2つ以上の供給部120を含みうる。2つ以上の供給部120からの任意の第1テープ108の各々は、全く同一の構造、つまり、同一の幅、同一の厚み、及び同一の材料構造を備えたものでありうる。代替的には、2つ以上の供給部120からの第1テープ108は、幅が全く同一でありうるが、厚み又は材料構造において相違しうる。同様に、第2テープ112の供給源110は、第2テープ112の2つ以上の供給部122を含みうる。2つ以上の供給部122からの任意の第2テープ112の各々は、全く同一の構造でありうるか、或いは、幅が全く同一でありうるが、厚み又は材料構造において相違しうる。

第1テープ108の2つ以上の供給部120を含む装置100では、装置100は更に、第1テープ結合モジュール124を含みうる。第1テープ結合モジュール124は、それが存在する場合、図6に概略的かつ任意的に示すように、フレーム104によって支持されており、供給部120から第1テープ108を受容するよう、かつ、第1テープ配置モジュール114による受容に先立って、第1テープ108を動作上一つに連結するか又は積層させて、結合された第1テープ126を形成するよう構成される。いくつかのかかる例では、第1テープ結合モジュール124はまた、第1テープ配置モジュール114による受容に先立って、結合された第1テープ126を圧縮するよう構成される。追加的又は代替的には、装置100は更に、フレーム104によって支持されており、第1テープ結合モジュール124から結合された第1テープ26を受容するよう、かつ、第1テープ配置モジュール114による受容に先立って、結合された第1テープ126を圧縮するよう構成されている、第1テープ圧縮モジュール128を含みうる。図6では、任意の第1テープ圧縮モジュール128は、任意の第1テープ結合モジュール124との重複関係で示されており、かかるモジュールの一方又は両方が、2つ以上の第1テープ108を結合された第1テープ126として一緒に圧縮しうることを、概略的に表している。

同様に、第2テープ112の2つ以上の供給部122を含む装置100では、装置100は更に、第2テープ結合モジュール130を含みうる。第2テープ結合モジュール130は、それが存在する場合、図6に概略的かつ任意的に示すように、フレーム104によって支持されており、供給部122から第2テープ112を受容するよう、かつ、第2テープ配置モジュール116による受容に先立って、第2テープ112を動作上一つに連結するか又は積層させて、結合された第2テープ132を形成するよう構成される。いくつかのかかる例では、第2テープ結合モジュール130はまた、第2テープ配置モジュール116による受容に先立って、結合された第1テープ132を圧縮するよう構成される。追加的又は代替的には、装置100は更に、フレーム104によって支持されており、第2テープ結合モジュール130から結合された第2テープ132を受容するよう、かつ、第2テープ配置モジュール116による受容に先立って、結合された第2テープ132を圧縮するよう構成されている、第2テープ圧縮モジュール134を含みうる。図6では、任意の第2テープ圧縮モジュール134は、任意の第2テープ結合モジュール130との重複関係で示されており、かかるモジュールの一方又は両方が2つ以上の第2テープ112を結合された第2テープ132として一緒に圧縮しうることを、概略的に表している。

装置100は任意で、フレーム104によって支持されている、一又は複数の第1テープ折曲モジュール138を含みうる。第1テープ折曲モジュール138は、それが存在する場合、供給部120から第1テープ108を受容するよう、かつ、動作上テープ108をそれ自体に接するように長手方向に折りたたんで、折りたたまれたテープ53を形成するよう構成され、折りたたまれたテープ53は任意で、結合された第1テープ126と記述されうる。いくつかの例では、折曲(図示せず)は、テープの幅(図示せず)の中心線(図示せず)で、又はおおよそ中心線で行われて、テープの全体幅のおおよそ半分の均等幅(図示せず)の2つの層(図示せず)を概して形成しうる(例えば図3の層66を参照のこと)。他の例では、テープ108は、テープ108の中心線(図示せず)以外の位置(図示せず)で長手方向に折りたたまれうる。追加的又は代替的には、テープ108は、例えば、3重、4重などにテープ108を折りたたむために、若しくは、テープ108を折りたたんで既定かつ所望の構成にするために、2つ以上の位置(図示せず)で長手方向に折りたたまれうる。いくつかの例では、第1テープ折曲モジュール138はまた、第1テープ108が第1テープ折曲モジュール138によって折りたたまれている際に、及び/又は折りたたまれた後に、それを圧縮するよう構成される。追加的又は代替的には、第1テープ圧縮モジュール128は、第1テープ折曲モジュール138から折りたたまれた第1テープ108を受容し、第1テープ配置モジュール114による受容に先立って、折りたたまれた第1テープ108を圧縮しうる。追加的又は代替的には、第1テープ折曲モジュール138は第1テープ結合モジュール124よりも上流にあってよく、第1テープ結合モジュール124は、折りたたまれた第1テープ108を第1テープ108の追加の層に、追加の層が折りたたまれているか否かにかかわらず、結合しうる。

同様に、第2テープの供給部122を含む装置100では、装置100は任意で、フレーム104によって支持されている一又は複数の第2テープ折曲モジュール139を含みうる。第2テープ折曲モジュール139は、それが存在する場合、供給部122から第2テープ112を受容するよう、かつ、動作上テープ112をそれ自体に接するように長手方向に折りたたんで、折りたたまれたテープ53を形成するよう構成され、折りたたまれたテープ53は、結合された第2テープ132と記述されうる。いくつかの例では、折曲(図示せず)は、テープの幅(図示せず)の中心線(図示せず)で、又はおおよそ中心線で行われて、テープの全体幅(図示せず)のおおよそ半分の均等幅の2つの層(図示せず)を概して形成しうる(例えば図3の層66を参照のこと)。他の例では、テープ112は、テープ112の中心線(図示せず)以外の位置(図示せず)で長手方向に折りたたまれうる。追加的又は代替的には、テープ112は、例えば、3重、4重などにテープ112を折りたたむために、若しくは、テープ112を折りたたんで既定かつ所望の構成にするために、2つ以上の位置(図示せず)で長手方向に折りたたまれうる。いくつかの例では、第2テープ折曲モジュール139はまた、第2テープ112が第2テープ折曲モジュール139によって折りたたまれている際に、及び/又は折りたたまれた後に、それを圧縮するよう構成される。追加的又は代替的には、第2テープ圧縮モジュール134は、第2テープ折曲モジュール139から折りたたまれた第2テープ112を受容し、第2テープ配置モジュール116による受容に先立って、折りたたまれた第2テープ112を圧縮しうる。追加的又は代替的には、第2テープ折曲モジュール139は第2テープ結合モジュール130よりも上流にあってよく、第2テープ結合モジュールは、折りたたまれた第2テープ112を第2テープ112の追加の層に、追加の層が折りたたまれているか否かにかかわらず、結合しうる。

任意の第1テープ結合モジュール124、任意の第1テープ圧縮モジュール128、及び任意の第1テープ折曲モジュール138のうちの一又は複数を任意で伴う、第1テープ108の供給源106と第1テープ配置モジュール114との組み合わせは、一体的に、フレーム104によって支持されている第1テープサブアセンブリ140と記述されうる。同様に、任意の第2テープ結合モジュール130、任意の第2テープ圧縮モジュール134、及び任意の第2テープ折曲モジュール139のうちの一又は複数を任意で伴う、第21テープ112の供給源110と第2テープ配置モジュール116との組み合わせは、一体的に、第2テープサブアセンブリ142と記述されうる。図6に概略的に示すように、装置100は、点々及びN番目のサブアセンブリ144で表された、フレーム104によって支持された任意の数のサブアセンブリを含みうる。つまり、N番目のサブアセンブリ144は、装置100が、テープ148の一又は複数の追加供給源146と、一又は複数の追加供給源146にそれぞれ対応する一又は複数の追加配置モジュール150、並びに、一又は複数の追加供給源146にそれぞれ対応する、任意の一又は複数の追加テープ結合モジュール152、任意の一又は複数の追加テープ折曲モジュール153、及び任意の一又は複数の追加圧縮モジュール154を、含みうることを概略的に表している。

図6に概略的かつ任意的に示すように、一部の装置100は、第1テープ配置モジュール114の反対側の第2テープ配置モジュール116に関連してフレーム104によって支持されている、複合構造物圧縮機160も含みうる。複合構造物圧縮機160は、それが存在する場合、フレーム104が第1方向82にレイアップ面80に沿って平行移動するにつれて、レイアップ面80上で、第1テープ108と、第2テープ112と、任意で追加のN番目のテープ148とを圧縮するよう構成される。そのため、任意の複合構造物圧縮機160は、動作上、レイアップ面上に、及び/又はレイアップ面に関連してそれぞれの配置モジュールによって動作上配置されたテープ52を、一緒に圧縮する。

同じく図6に概略的かつ任意的に示すように、一部の装置100は、動作上、フレーム104に連結されており、フレーム104を少なくとも第1方向82にレイアップ面80に対して有効かつ選択的に並行移動させるよう構成されている、駆動アセンブリ162も含みうる。追加的又は代替的には、レイアップ面80は、第1方向82と反対の方向84に、フレーム104に対して平行移動するよう動作上構成されうる。いくつかの例では、駆動アセンブリ162は、例えばロボット式アームを含みうるか、又はロボット式アームでありうる。追加的又は代替的には、装置に駆動アセンブリ162が設けられていないことがあるが、装置は、例えば装置100がロボット式アーム用のエンドエフェクタを画定することにより、駆動アセンブリ162に動作上連結されるよう、構成されうる。ロボット式アーム以外の駆動アセンブリ162の例も本開示の範囲に含まれ、それらの例は、レイアップ面80に対しての双方向的な、又はそれ以外の往復平行移動のために、レイアップ面80に関連して支持されている、駆動アセンブリを含む。

一部の装置100は、テープ52をレイアップ面80上に、第1方向82、及び、それとは反対の、大きな右向き矢印で図6に概略的かつ任意的に表された第2方向84を含む2つ以上の対向する2つの直線方向を含む、1を上回る数の方向で、配置するよう構成される。図6を参照するに、かかる例では、第1テープ108は、フレーム104が第2方向84にレイアップ面80に沿って平行移動するにつれて、第2テープ112の上に、かつ以後N番目のテープ148についても同じように、配置されうる。従って、いくつかのかかる例では、装置100は更に、第2テープ配置モジュール116の反対側の第1テープ配置モジュール114に関連してフレーム104によって支持されており、フレーム104が第2方向にレイアップ面80に沿って平行移動するにつれて、第1テープ108と第2テープ112を、かつ以後N番目のテープ148についても同じように、圧縮するよう構成される、第2複合構造物圧縮機164を含みうる。

同じく図6に概略的かつ任意的に表されているように、一部の装置100は、装置100の動作を制御するよう構成されているコントローラ166も含みうる。図6では、コントローラ166は、フレーム104の境界内に含まれるものとして概略的に示されており、コントローラがフレーム104に連結され、かつ/又はフレーム104によって支持されうることを、概略的に表している。しかし、コントローラ166がフレーム104から離れている場合も、装置100の範囲に含まれる。図6では、コントローラは、装置100の様々なコンポーネントを相互接続する点線で概略的に示されており、コントローラ166が装置のコンポーネントのうちの一又は複数と、動作上、連結されており、かつ/又は、それらと通信可能であり、それらを選択的に作動させるようプログラムされていることを、概略的に表している。かかる連結及び通信は、電子制御、空圧制御、油圧制御、機械的制御などのうちの一又は複数を含む、任意の好適な形態をとりうる。

加えて、コントローラ166は、本書で説明するコントローラ166の機能を実行するよう構成されている任意の好適な一又は複数のデバイスであってよく、かつ/又は、かかる一又は複数のデバイスを含みうる。例えば、コントローラ166は、電子コントローラ、専用コントローラ、特定用途コントローラ、パソコン、特定用途コンピュータ、ディスプレイデバイス、論理デバイス、メモリデバイス、及び/又は、本開示によるシステム及び/又は方法の態様を実装するためのコンピュータ実行可能指令を保存するのに適したコンピュータ可読媒体を有するメモリデバイス、のうちの一又は複数を含みうる。

追加的又は代替的には、コントローラ166は、本開示による方法又は方法のステップを実装するための、コンピュータ実行可能指令又はソフトウェアを保存するのに適したコンピュータ可読記憶媒体又はメモリ媒体を含みうるか、或いは、それを読み込むよう構成されうる。かかる媒体の例は、CD−ROM、ディスク、ハードドライブ、フラッシュメモリなどを含む。本書で使用する場合、コンピュータ実行可能指令を有する、記憶デバイス及び記憶媒体、又はメモリデバイス及びメモリ媒体、並びに、本開示によりコンピュータ実装される方法及び他の方法は、米国特許法第101項に準拠して特許性があると考えられる主題の範囲に含まれると見なされる。

コントローラ166は、それが存在する場合、予め画定された断面外形54を有する層状テープ複合構造物49を作製するために、フレーム104、第1テープ108の供給源106、第2テープ112の供給源110、第1テープ配置モジュール114、第2テープ配置モジュール116、任意の第1テープ結合モジュール124、任意の第1テープ圧縮モジュール128、任意の第1テープ折曲モジュール138、任意の第2テープ結合モジュール130、任意の第2テープ圧縮モジュール134、任意の第2テープ折曲モジュール139、任意の複合構造物圧縮機160、任意の第2複合構造物圧縮機164、任意の駆動アセンブリ162、及び、任意の数の任意のN番目のサブアセンブリ144に関連付けられたコンポーネント、のうちの一又は複数と動作上通信可能であり、かつ、それらを選択的に作動させるよう動作上プログラムされうる。

例えば、コントローラ166は、第1テープ108の2つ以上の供給部120から特定の数の第1テープ108を受容するため、及び、それらを、第1テープ配置モジュール114による受容に先立って動作上一つに連結するために、第1テープ結合モジュール124を選択的に作動させるようプログラムされうる。同様に、コントローラ166は、第2テープ112の2つ以上の供給部122から特定の数の第2テープ112を受容するため、及び、それらを、第2テープ配置モジュール116による受容に先立って動作上一つに連結するために、第2テープ結合モジュール130を選択的に作動させるようプログラムされてよく、かつ以後N番目のサブアセンブリ144についても同じようにされうる。

加えて、複合構造物圧縮機160を含む装置100の例では、コントローラ166は、第1方向82にフレーム104を選択的に平行移動させるよう、かつ、フレーム104が第1方向82にレイアップ面80に沿って平行移動するにつれて、レイアップ面80上で第1テープ108と、第2テープ112と、任意でN番目のテープ148とを圧縮するために、複合構造物圧縮機160を選択的に作動させるよう、プログラムされうる。同様に、第2複合構造物圧縮機164を含む設備100の例では、コントローラ166は、第2方向84にフレーム104を選択的に平行移動させるよう、かつ、フレーム104が第2方向84にレイアップ面80に沿って平行移動するにつれて、レイアップ面80上で第1テープ108と、第2テープ112と、任意でN番目のテープ148とを圧縮するために、第2複合構造物圧縮機164を選択的に作動させるよう、プログラムされうる。

追加的又は代替的には、コントローラ166は、装置100を用いて本書で説明されている一又は複数の方法500を促進するよう、プログラムされうる。

装置100は、原位置外で、又は原位置で使用されてよく、かつ/又は、使用されるよう構成されうる。つまり、レイアップ面80は、層状テープ複合構造物49を、その作製中に一時的に支持するための構造物78の表面であってよく、層状テープ複合構造物49は、その後により大きな複合構造物30の一コンポーネントとして取り付けられるために、構造物78から除去されることになる。かかる構成は、層状テープ複合構造物49が、層状テープ複合構造物49が組み込まれることになるより大きな複合構造物30から離れて、別個に作製されていることから、原位置外と記述されうる。

代替的には、レイアップ面80は、層状テープ複合構造物49が、より大きな複合構造物30に組み込まれてその場で作製されている場合のように、より大きな複合構造物30自体によって画定されてよく、ゆえに、かかる構成は原位置と記述されうる。

装置100が層状テープ複合構造物49を原位置で作製するか、或いは原位置外で作製するかを問わず、レイアップ面80は、一又は複数の平面表面及び/又は一又は複数の非平面表面によって画定されてよく、かつ/又は、それらの表面を含みうる。一部の応用においては、レイアップ面80は、非平面輪郭を含んでよく、かつ/又は、それによって画定されうる。いくつかの応用においては、レイアップ面80は、概して三角形の断面外形を有しうる。

ここで図7から図10を確認するに、装置100及びその部分の例示的で非限定的な例が示されている。図6の概略図の参照番号が、それが適切な場合には、図示されている例の対応する部品を指し示すために使用されている。しかし、図7から図10の例は、非限定的であり、図7から図10に示した実施形態に装置を限定するものではない。つまり、装置100は、図7から図10に示す特定の実施形態に限定されず、装置100は、図6の概略図及び/又は図7から図10の実施形態に図示され、それらを参照して説明される装置100の任意の数の様々な態様、構成、特性、特質等、並びにそれらの変形例を包含しうるが、かかる態様、構成、特性、特質等の全てを含むことを必要とするわけではない。簡易にする目的で、前述のコンポーネント、部品、部分、態様、領域等の各々、又はそれらの変形例は、図7から図10の例について、再度説明され、図示され、かつ/又は符号付けされることはないかもしれない。

図7は、結合モジュール200の例示的で非限定的な一例を提示しており、結合モジュール200は、第1テープ結合モジュール124、第2テープ結合モジュール130として、かつ以後同じようにN番目のテープ結合モジュール152として、利用されうる。そのため、結合モジュール200は、テープの2つ以上の供給部を有するテープの供給源を含む装置100内に、組み込まれうる。結合モジュール200は、2つのテープ52を受容するための2つの入口経路204、206と、結合されたテープ52を下流の配置モジュールに供するための出口経路208とを画定する、本体202を含む。結合モジュール200は、本体202によって支持された2つのリスレッドローラ210、212、及び、本体によって枢動可能に支持されたスイングアーム214であって、テープ52がそれぞれの経路204、206に沿って選択的に進み、結合モジュール200を通り抜けるために、スイングローラ216を、リスレッドローラ210、212に対して、リスレッドローラ210、212の間で枢動点217の周囲を枢動するように支持する、スイングアーム214も含む。結合モジュール200は、例えば、装置100で作製される層状テープR部フィラー50の所望の構成に応じた結合モジュールを通るテープ52の選択的な始動及び停止を可能にするために、テープ52を選択的に切断するための2つのシヤカッターアセンブリ218、220も含む。結合モジュール200は、2つのテープ52を、下流で配置モジュールに供するために、動作上、一つに連結し、圧縮するためのばね付勢された圧縮アセンブリ222も含む。空圧起動機構のような、他の制御された、及び制御されていない機構も、図示されている圧縮アセンブリ222のローラを近づけるように付勢するために使用されうる。

図8は、配置モジュール300の例示的で非限定的な一例を提示しており、配置モジュール300は、第1テープ配置モジュール114、第2テープ配置モジュール116として、かつ以後同じようにN番目のテープ配置モジュールとして、利用されうる。配置モジュール300は、対向する2つの直線方向を含む1を上回る数の方向にテープ52を配置するよう構成されている装置100と共に使用されるよう構成されている、配置モジュールの一例である。配置モジュール300は、本体302と、本体302に対して枢動点305の周囲で枢動可能に支持されたスイングアーム304と、本体302によって支持された配置ローラ306とを含む。スイングアーム304は、装置100の上流のコンポーネントから、例えば、テープの供給源からじかに、或いは結合モジュール又は圧縮モジュールから、テープ52又は結合されたテープ52を受領するための、入口経路308を画定する。本体302は、スイングアーム304の枢動位置に応じて入口経路308からテープ52を選択的に受領する、2つの出口経路310、312を画定する。スイングアーム304の選択的なスイング、ひいては、装置100の選択された平行移動方向に準じる出口経路310、312を通るテープの選択的な通過を促進するために、スイングシリンダ318と、スイング始動シリンダ320と、繊維経路方向起動モータ322とが、提供される。スイングアームのスイング動作は、図8の324で概略的に表されている。図8では、スイングアーム304は、入口経路308が出口経路310と一直線になっている左側位置で示されており、配置モジュール300が左方向に移動して、テープを、レイアップ面80上に、図8の視点から見て配置モジュール300の右側へと配置していく構成に、対応している。スイングアームが右側に選択的に枢動すると、入口経路308は、出口経路312と一直線になり、配置モジュール300が右方向に移動して、テープを、レイアップ面80上に、図8の視点から見て配置モジュール300の左側へと配置する構成に対応する。配置モジュール300は、入口経路308を通るテープ52を選択的に進めるためのリスレッドアセンブリ314、及び、例えば、装置100で作製される層状テープR部フィラー50の所望の構成に応じた配置モジュール300を通るテープ52の選択的な始動及び停止を可能にするために、テープ52を選択的に切断するためのシヤカッターアセンブリ316も含む。

図9は、折曲モジュール600の例示的で非限定的な一例を提示しており、折曲モジュール600は、第1テープ折曲モジュール138、第2テープ折曲モジュール139として、かつ以後同じようにN番目のテープ折曲モジュール153として、利用されうる。折曲モジュール600は、テープ52を長手方向に半分に折りたたんで、均等幅の2つの層を有する折りたたまれたテープ53を作製するよう構成されている、折曲モジュールの一例である。

ここで図10を確認するに、装置100の例示的で非限定的な一例が示されており、400と表示されている。装置400は、ロボット式アームのエンドエフェクタのようなロボット式アームの形態の駆動アセンブリ162に動作上連結されている、装置100の一例である。更に、装置400は、対向する2つの直線方向を含む1を上回る数の方向にテープを配置するよう構成されている、装置100の一例である。そのため、装置400は、装置が図示されている方向に平行移動している時に使用するための第1複合構造物圧縮機160と、その反対方向に、装置が平行移動しており、かつ、層状テープ複合構造物49が配置されている時に使用するための第2複合構造物圧縮機164との、両方を含む。装置400は、結合モジュール200に対応する5つの配置モジュール300と、テープのスプール404の形態の、テープの複数の供給源402とを含む。

図11は、層状テープ複合構造物を作製する方法の例示的で非排他的な例を表すフローチャートを、概略的に提示している。方法500は、本開示による装置100によって実装されうるが、それが必要なわけではない。つまり、方法500は、装置100とは別個のものであってよく、本書で明示的に開示されていない装置に関して、利用され、かつ/又は、実装されうる。

実線の四角形内に示すように、方法500は概して、少なくとも、502においてテープを供給することと、504においてテープを配置することとを含む。より具体的には、供給すること502は概して、少なくとも、506において一又は複数の第1テープを供給することを含み、一部の任意的な方法500では、508において一又は複数の第2テープ供給することも含む。一部の方法500では、510において一又は複数のN番目のテープを任意で供給することによって表示されているように、2を上回る数のテープが供給されうる。配置すること504は概して、512において第1テープをレイアップ面上に配置することを含み、供給すること508を含む方法500では、514において、レイアップ面上の第1テープの上に第2テープを配置することも含む。供給すること510を含む方法500では、配置すること504は、516において、第1テープ、第2テープ、及び任意で追加のテープに関連して、N番目のテープを第1レイアップマンドレル上に配置することも含む。

一部の方法500では、506、508、及び510において供給されたテープは、幅、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数において、互いに相違しうる。一部の方法500では、テープは、繊維強化複合材料で構成される。

1を上回る数の供給すること506、1を上回る数の供給すること508、及び/又は1を上回る数の供給すること510を含む方法500では、供給された2つ以上のテープは、同一の幅、同一の厚み、同一の繊維材料、同一の繊維角度、及び同一の結合剤材料を含む、全く同一の構造のテープを含みうる。代替的には、2つ以上のテープは、同一の幅と、任意で同一の厚みとを有し、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数においては任意で相違しているテープを、含みうる。

図11の点線の四角形内に概略的かつ任意的に表されているように、一部の方法500は更に、540において一又は複数のテープを折りたたむことを含む。より具体的には、折りたたむこと540は、512において第1テープを配置することに先立って、542において一又は複数の第1テープを折りたたんで一又は複数の折りたたまれた第1テープを形成することと、514において第2テープを配置することに先立って、544において一又は複数の第2テープを折りたたんで一又は複数の折りたたまれた第2テープを形成することのうちの一又は複数を含んでよく、以後同じように、516においてN番目のテープを配置することに先立って、546において一又は複数のN番目のテープを折りたたんで一又は複数の折りたたまれたN番目のテープを形成することを含みうる。

同じく図11の点線の四角形内に概略的かつ任意的に表されているように、一部の方法500は更に、518においてテープを結合することを含む。より具体的には、結合すること518は、512において第1テープを配置することに先立って、520において2つ以上の第1テープを結合して結合された第1テープを形成することと、514において第2テープを配置することに先立って、522において2つ以上の第2テープを結合して結合された第2テープを形成することのうちの一又は複数を含んでよく、以後同じように、516においてN番目のテープを配置することに先立って、524において2つ以上のN番目のテープを結合して結合されたN番目のテープを形成することを含みうる。

同じく図11の点線の四角形内に概略的かつ任意的に表されているように、一部のかかる方法500は更に、526においてテープを圧縮することを含む。より具体的には、圧縮すること526は、圧縮すること520及び/又は折りたたむこと542の後に、かつ、512において第1テープを配置することに先立って、528において、結合された第1テープ及び/又は折りたたまれた第1テープを圧縮することと、圧縮すること522及び/又は折りたたむこと544の後に、かつ、514において第2テープを配置することに先立って、530において、結合された第2テープ及び/又は折りたたまれた第2テープを圧縮することのうちの一又は複数を含んでよく、以後同じように、圧縮すること524及び/又は折りたたむこと546の後に、かつ、516においてN番目のテープを配置することに先立って、532において、結合されたN番目のテープ及び/又は折りたたまれたN番目のテープを圧縮することを含みうる。

同じく図11の点線の四角形内に概略的かつ任意的に表されているように、一部の方法500は、534において、第1テープ、第2テープ等を、レイアップ面に接触させて圧縮することも含む。

方法500は追加的に、予め画定された断面外形を有する層状テープ複合構造物を作製するために、第1テープを供給すること506、第2テープを供給すること508、N番目のテープを供給すること510、第1テープを配置すること512、及び、第2テープを配置すること514のうちの一又は複数を能動的に制御することを含みうる。一部のかかる方法500では、能動的に制御することは、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第1テープの厚みを選択的に制御するために、第1テープを供給すること506を開始及び停止すること、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第2テープの厚みを選択的に制御するために、第2テープを供給すること508を開始及び停止すること、及び、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分においてN番目のテープの厚みを選択的に制御するために、N番目のテープを供給すること510を開始及び停止することのうちの一又は複数を含みうる。更に、1を上回る数の供給すること506を含む方法500では、能動的に制御することは、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第1テープの厚みを選択的に制御するために、少なくとも1つの第1テープを供給すること506を開始及び停止することも含みうる。同様に、1を上回る数の供給すること508を含む方法500では、能動的に制御することは、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第2テープの厚みを選択的に制御するために、少なくとも1つの第2テープを供給すること508を開始及び停止すること、かつ以後、N番目のテープを供給すること510について同じようにすることも、含みうる。折りたたむこと540を含む方法500では、能動的に制御することは、配置すること504に先立ってテープの厚みを選択的に制御するために、折りたたむこと540、折りたたむこと544、及び折りたたむこと546のうちの一又は複数を開始及び停止することも含みうる。

一部の方法500では、レイアップ面は、層状テープ複合構造物をその作製中に一時的に支持するための構造物の表面でありうる。例えば、レイアップ面を画定する構造物は、テーブルでありうるか、又はテーブルを含みうる。かかる方法500では、方法は、レイアップ面から層状テープ複合構造物を除去すること、及び、層状テープ複合構造物を、より大きな複合構造物の一コンポーネントとして取り付けることも含みうる。

他の方法500では、レイアップ面は、より大きな複合構造物が繊維強化複合材料で構成される場合のように、層状テープ複合構造物と共に組み立てられる、より大きな複合構造物によって、画定されうる。一部のかかる方法では、レイアップ面は、概して三角形の断面外形を有するような非平面輪郭によって画定されうる。

本開示の実施形態は、図12に示す航空機の製造および保守方法700、及び、図13に示す航空機20に照らして記述されうる。製造前段階では、例示的な方法700は、航空機20の仕様及び設計704と、材料の調達706とを含みうる。製造段階では、航空機20のコンポーネント及びサブアセンブリの製造708とシステムインテグレーション710とが行われ、それらのステップにおいて、本開示による発明が利用されうる。その後、航空機20は、認可及び納品712を経て、運航714に供されうる。顧客により運航されている期間に、航空機20には、定期的な整備および保守716(修正、再構成、改修なども含みうる)が予定される。

方法700のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、及び/又はオペレータ(例えば顧客)によって実行又は実施されうる。本明細書の解釈上、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造者及び主要システム下請業者を含みうるがそれらだけに限定されず、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含みうるがそれらだけに限定されず、かつ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。

図13に示すように、例示的な方法700によって製造された航空機20は、複数のシステム22及び内装23を備えた機体21を含みうる。高レベルのシステム22の例は、推進システム24、電気システム25、油圧システム26、及び環境システム27のうちの一つ又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示しているが、本開示の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用されうる。

本書において具現化されている装置及び方法は、製造及び保守方法700の一又は複数の任意の段階において用いられうる。例えば、製造プロセス708に対応するコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機20の運航期間中に製造されたコンポーネント又はサブアセンブリと類似の様態で、作製又は製造されうる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、例えば、実質的に航空機20の組立を効率化するか、又は航空機12のコストを削減することにより、製造段階708及び710において利用されうる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせのうちの一又は複数を、航空機20の運航期間中に、限定するわけではないが例としては航空機20の整備及び保守716に利用することができる。

図13に概略的に表されているように、機体21は、ビーム、スパー、及び、様々な他のアセンブリといった構造成分28を含んでよく、かかるアセンブリは、R部フィラー又はヌードル29を含みうる。更に、同じく図13に概略的に表されているように、機体21の様々な構造成分28、並びに、内装23の様々なコンポーネントは、複合構造物30を含みうるか、又は、少なくとも部分的に複合構造物30で構成されうる。

本開示による発明主題の例示的で非限定的な例が、以下に列挙する段落に記述される。

A.層状テープ複合構造物を作製するための装置であって、 レイアップ面に対して平行移動するよう構成されたフレームと、 フレームによって支持された第1テープの供給源と、 フレームによって支持されており、第1テープの供給源から第1テープを受容するよう、かつ、フレームが第1方向にレイアップ面に沿って平行移動するにつれて、第1テープをレイアップ面上に配置するよう構成された、第1テープ配置モジュールとを備える、装置。

A1.更に、 フレームによって支持された第2テープの供給源と、 第1テープ配置モジュールに関連してフレームによって支持されており、第2テープの供給源から第2テープを受容するよう、かつ、フレームが第1方向にレイアップ面に沿って移動するにつれて、第2テープをレイアップ面上に配置された第1テープの上に配置するよう構成された、第2テープ配置モジュールとを備える、段落Aに記載の装置。

A1.1.第1テープは、幅、厚み、及び材料構造のうちの一又は複数において第2テープと相違しており、任意で、第1テープ及び第2テープは繊維強化複合材料で構成され、任意で、第1テープは、繊維材料、繊維角度、及び結合材料のうちの一又は複数において第2テープと相違している、段落A1に記載の装置。

A2.第1テープの供給源は第1テープの2つ以上の供給部を含む、段落AからA1.1のいずれか1つに記載の装置。

A2.1.第1テープの2つ以上の供給部は、同一の幅、同一の厚み、同一の繊維材料、同一の繊維角度、及び同一の結合剤材料を含む全く同一の構造のテープを含む、段落A2に記載の装置。

A2.2.第1テープの2つ以上の供給部は、同一の幅と、任意で同一の厚みとを有し、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数においては任意で相違しているテープを含む、段落A2に記載の装置。

A2.3.更に、 フレームによって支持されており、第1テープの2つ以上の供給部から第1テープを受容するよう、かつ、第1テープ配置モジュールによる受容に先立って、第1テープを動作上1つに連結して結合された第1テープを形成するよう構成された、第1テープ結合モジュールを備える、段落A2からA2.2のいずれか1つに記載の装置。

A2.3.1.第1テープ結合モジュールは更に、第1テープ配置モジュールによる受容に先立って、結合された第1テープを圧縮するよう構成される、段落A2.3に記載の装置。

A2.3.2.更に、 フレームによって支持されており、第1テープ結合モジュールから結合された第1テープを受容するよう、かつ、第1テープ配置モジュールによる受容に先立って、結合された第1テープを圧縮するよう構成された、第1テープ圧縮モジュールを備える、段落A2.3に記載の装置。

A3.第2テープの供給源は第2テープの2つ以上の供給部を含む、段落A1に従属している場合の段落A1からA2.3.2のいずれか1つに記載の装置。

A3.1.第2テープの2つ以上の供給部は、同一の幅、同一の厚み、同一の繊維材料、同一の繊維角度、及び同一の結合剤材料を含む全く同一の構造のテープを含む、段落A3に記載の装置。

A3.2.第2テープの2つ以上の供給部は、同一の幅と、任意で同一の厚みとを有し、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数においては任意で相違しているテープを含む、段落A3に記載の装置。

A3.3.更に、 フレームによって支持されており、第2テープの2つ以上の供給部から第2テープを受容するよう、かつ、第2テープ配置モジュールによる受容に先立って、第2テープを動作上1つに連結して結合された第2テープを形成するよう構成された、第2テープ結合モジュールを備える、段落A3からA3.2のいずれか1つに記載の装置。

A3.3.1.第2テープ結合モジュールは更に、第2テープ配置モジュールによる受容に先立って、結合された第2テープを圧縮するよう構成される、段落A3.3に記載の装置。

A3.3.2.更に、 フレームによって支持されており、第2テープ結合モジュールから結合された第2テープを受容するよう、かつ、第2テープ配置モジュールによる受容に先立って、結合された第2テープを圧縮するよう構成された、第2テープ圧縮モジュールを備える、段落A3.3に記載の装置。

A4.更に、 フレームによって支持されており、第1テープの供給部から第1テープを受容するよう、かつ、第1テープ配置モジュールによる受容に先立って、動作上第1テープをそれ自体に接するように長手方向に折りたたんで、折りたたまれた第1テープを形成するよう構成された、第1テープ折曲モジュールを備える、段落AからA3.3.2のいずれか1つに記載の装置。

A5.更に、 フレームによって支持されており、第2テープの供給部から第2テープを受容するよう、かつ、第2テープ配置モジュールによる受容に先立って、動作上第2テープをそれ自体に接するように長手方向に折りたたんで、折りたたまれた第2テープを形成するよう構成された、第2テープ折曲モジュールを備える、段落A1に従属している場合の段落AからA4のいずれか1つに記載の装置。

A6.更に、 第1テープ配置モジュールの反対側の第2テープ配置モジュールに関連してフレームによって支持されており、フレームが第1方向にレイアップ面に沿って平行移動するにつれて、レイアップ面上で、第1テープを、(及び、段落A1に従属している場合には第2テープを、)圧縮するよう構成された、複合構造物圧縮機を備える、段落AからA5のいずれか1つに記載の装置。

A7. 第2テープ配置モジュールは更に、フレームが第1方向と反対の第2方向にレイアップ面に沿って移動するにつれて、第2テープをレイアップ面上に選択的に配置するよう構成され、 第1テープ配置モジュールは更に、フレームが第2方向にレイアップ面に沿って移動するにつれて、第1テープを、レイアップ面上に配置された第2テープの上に選択的に配置するよう構成される、段落A1に従属している場合の段落A1からA6のいずれか1つに記載の装置。

A7.1.複合構造物圧縮機は第1複合構造物圧縮機である、装置であって、更に、 第2テープ配置モジュールの反対側の第1テープ配置モジュールに関連してフレームによって支持されており、フレームが第2方向にレイアップ面に沿って平行移動するにつれて、レイアップ面上で、第1テープと第2テープとを圧縮するよう構成された、第2複合構造物圧縮機を備える、段落A6に従属している場合の段落A7に記載の装置。

A8.更に、 フレームに動作上連結され、レイアップ面に対してフレームを有効かつ選択的に並行移動させるよう構成された、駆動アセンブリを備える、段落AからA7.1のいずれか1つに記載の装置。

A8.1.駆動アセンブリはロボット式アームを含む、段落A8に記載の装置。

A9.更に、 予め画定された断面外形を有する層状テープ複合構造物を作製するために、動作上、フレーム、第1テープの供給源、第2テープの供給源、第1テープ配置モジュール、及び第2テープ配置モジュールのうちの一又は複数、及び任意で、第1テープ結合モジュール、第1テープ圧縮機、第2テープ結合モジュール、第2テープ圧縮機、複合構造物圧縮機、第2複合構造物圧縮機、及び駆動アセンブリのうちの一又は複数と通信可能であり、かつ、それらを選択的に作動させるようプログラムされた、コントローラを備える、段落AからA8.1のいずれか1つに記載の装置。

A9.1.コントローラは、第1テープの2つ以上の供給部から特定の数の第1テープを受容するため、及び、それらを、第1テープ配置モジュールによる受容に先立って動作上1つに連結するために、第1テープ結合モジュールを選択的に作動させるようプログラムされる、段落A2.3に従属している場合の段落A9に記載の装置。

A9.2.コントローラは、第2テープの2つ以上の供給部から特定の数の第2テープを受容するため、及び、それらを、第2テープ配置モジュールによる受容に先立って動作上1つに連結するために、第2テープ結合モジュールを選択的に作動させるようプログラムされる、段落A3.3に従属している場合の段落A9又はA9.1に記載の装置。

A9.3.コントローラは、第1テープの供給部から第1テープを受容するため、及び、第1テープ配置モジュールによる受容に先立って、動作上第1テープをそれ自体に接するように折りたたむために、第1テープ折曲モジュールを選択的に作動させるようプログラムされる、段落A4に従属している場合の段落A9からA9.2のいずれか1つに記載の装置。

A9.4.コントローラは、第2テープの供給部から第2テープを受容するため、及び、第2テープ配置モジュールによる受容に先立って、動作上第2テープをそれ自体に接するように折りたたむために、第2テープ折曲モジュールを選択的に作動させるようプログラムされる、段落A5に従属している場合の段落A9からA9.3のいずれか1つに記載の装置。

A9.5.コントローラは、フレームを第1方向に選択的に並行移動させるよう、かつ、フレームが第1方向にレイアップ面に沿って平行移動するにつれて第1テープ及び第2テープをレイアップ面上で圧縮するために、複合構造物圧縮機を選択的に作動させるようプログラムされる、段落A6に従属している場合の段落AからA9.4のいずれか1つに記載の装置。

A9.6.コントローラは、フレームを第2方向に選択的に並行移動させるよう、かつ、フレームが第2方向にレイアップ面に沿って平行移動するにつれて第1テープ及び第2テープをレイアップ面上で圧縮するために、第2複合構造物圧縮機を選択的に作動させるようプログラムされる、段落A6.1に従属している場合の段落AからA9.5のいずれか1つに記載の装置。

A10.更に、 フレームによって支持された、テープの一又は複数の追加供給源と、 第1テープ配置モジュール及び第2テープ配置モジュールに関連してフレームによって支持されており、テープの一又は複数の追加供給源にそれぞれ対応している、一又は複数の追加配置モジュールと、 任意で、フレームによって支持されており、テープの一又は複数の追加供給源にそれぞれ対応している、一又は複数の追加テープ結合モジュールと、 任意で、フレームによって支持されており、テープの一又は複数の追加供給源にそれぞれ対応している、一又は複数の追加テープ圧縮モジュールと、 任意で、フレームによって支持されており、テープの一又は複数の追加供給源にそれぞれ対応している、一又は複数の追加テープ折曲モジュールとを備える装置であって、 任意で、段落A8に従属している場合には、コントローラが、動作上、テープの一又は複数の追加供給源、一又は複数の追加配置モジュール、一又は複数の追加テープ結合モジュール、一又は複数の追加圧縮モジュール、及び、一又は複数の追加テープ折曲モジュールのうちの一又は複数と、通信可能であり、かつ、それらを作動させるようプログラムされている、段落A1に従属している場合の段落A1からA9.6のいずれか1つに記載の装置。

A11.更に、第1テープの受容のためにフレームに関連して位置付けられたレイアップ面を備える、段落AからA10のいずれか1つに記載の装置。

A11.1. レイアップ面は、層状テープ複合構造物をその作製中に一時的に支持するための構造物の表面であり、層状テープ複合構造物は、その後により大きな複合構造物の一コンポーネントとしての取り付けのために、構造物から除去されることになる、段落A11に記載の装置。

A11.2レイアップ面は、層状テープ複合構造物と共に組み立てられる、より大きな複合構造物によって画定される、段落A11に記載の装置。

A11.2.1.より大きな複合構造物は、繊維強化複合材料で構成される、段落A11.2に記載の装置。

A11.3.レイアップ面は、概して三角形の断面外形を任意で有する非平面輪郭によって画定される、段落A11からA11.2.1のいずれか1つに記載の装置。

A12.層状テープ複合構造物は層状テープR部フィラーである、段落AからA11.3のいずれか1つに記載の装置。

A13.装置は、段落BからB11のいずれか1つに記載の方法を促進するよう構成される、段落AからA12のいずれか1つに記載の装置。

A14.層状テープ複合構造物、任意では層状テープR部フィラーを作製するための、段落AからA13のいずれか1つに記載の装置の使用。

B.層状テープ複合構造物を作製する方法であって、 第1テープを供給することと、 第1テープをレイアップ面上に配置することとを含む、方法。

B1.更に、 第2テープを供給することと、 第2テープをレイアップ面上の第1テープの上に配置することとを含む、段落Bに記載の方法。

B1.1.第1テープは、幅、厚み、及び材料構造のうちの一又は複数において第2テープと相違しており、任意で、第1テープ及び第2テープは繊維強化複合材料で構成され、任意で、第1テープは、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数において第2テープと相違している、段落B1に記載の方法。

B2.第1テープを供給することは、2つ以上の第1テープを供給することを含む、段落B又はB1に記載の方法。

B2.1.2つ以上の第1テープは、同一の幅、同一の厚み、同一の繊維材料、同一の繊維角度、及び同一の結合剤材料を含む全く同一の構造のテープを含む、段落B2に記載の方法。

B2.2.2つ以上の第1テープは、同一の幅と、任意で同一の厚みとを有し、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数においては任意で相違しているテープを含む、段落B2に記載の方法。

B2.3.更に、 第1テープを配置することに先立って、2つ以上の第1テープを結合して結合された第1テープを形成することを含む、段落B2からB2.2のいずれか1つに記載の方法。

B2.3.1.更に、 第1テープを配置することに先立って、結合された第1テープを圧縮することを含む、段落B2.3に記載の方法。

B3.第2テープを供給することは、2つ以上の第2テープを供給することを含む、段落B1に従属している場合の段落B1からB2.3.1のいずれか1つに記載の方法。

B3.1.2つ以上の第2テープは、同一の幅、同一の厚み、同一の繊維材料、同一の繊維角度、及び同一の結合剤材料を含む全く同一の構造のテープを含む、段落B3に記載の方法。

B3.2.2つ以上の第2テープは、同一の幅と、任意で同一の厚みとを有し、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数においては任意で相違しているテープを含む、段落B3に記載の方法。

B3.3.更に、 第2テープを配置することに先立って、2つ以上の第2テープを結合して結合された第2テープを形成することを含む、段落B3からB3.2のいずれか1つに記載の方法。

B3.3.1.更に、 第2テープを配置することに先立って、結合された第2テープを圧縮することを含む、段落B3.3に記載の方法。

B4.更に、 第1テープを配置することに先立って、第1テープを長手方向に折りたたむことを含む、段落BからB3.3.1のいずれか1つに記載の方法。

B5.更に、 第2テープを配置することに先立って、第2テープを長手方向に折りたたむことを含む、段落B1に従属している場合の段落B1からB4のいずれか1つに記載の方法。

B6.更に、 第1テープ(、及び、段落B1に従属している場合には第2テープ)をレイアップ面に接触させて圧縮することを含む、段落BからB5のいずれか1つに記載の方法。

B7.更に、 予め画定された断面外形を有する層状テープ複合構造物を作製するために、第1テープを供給すること、第2テープを供給すること、第1テープを配置すること、及び、第2テープを配置することのうちの一又は複数を能動的に制御することを含む、段落BからB6のいずれか1つに記載の方法。

B7.1.能動的に制御することは、 作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第1テープの厚みを選択的に制御するために、第1テープを供給することを開始及び停止すること、 段落B1に従属している場合には、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第2テープの厚みを選択的に制御するために、第2テープを供給することを開始及び停止すること、 段落B2に従属している場合には、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第1テープの厚みを選択的に制御するために、少なくとも1つの第1テープを供給することを開始及び停止すること、 段落B3に従属している場合には、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第2テープの厚みを選択的に制御するために、少なくとも1つの第2テープを供給することを開始及び停止すること、 段落B4に従属している場合には、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第1テープの厚み及び幅を選択的に制御するために、第1テープを長手方向に折りたたむことを開始及び停止すること、及び、 段落B5に従属している場合には、作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第2テープの厚み及び幅を選択的に制御するために、第2テープを長手方向に折りたたむことを開始及び停止すること、のうちの一又は複数を含む、段落B7に記載の方法。

B8.更に、 テープの一又は複数の追加供給源を供給することと、 レイアップ面上の第1テープ及び第2テープに関連して、テープの一又は複数の追加供給源からのテープを配置することとを含む、方法であって、 任意で、段落B7に従属している場合には、能動的に制御することは更に、テープの一又は複数の追加供給源を供給すること、テープの一又は複数の追加供給源からのテープを配置することを能動的に制御すること、テープの一又は複数の追加供給源を供給することを開始及び停止すること、及び、テープの一又は複数の追加供給源からのテープを配置することを開始及び停止すること、のうちの一又は複数を能動的に制御することを含む、段落B1に従属している場合の段落B1からB7.1のいずれか1つに記載の方法。

B9.レイアップ面は層状テープ複合構造物をその作製中に一時的に支持するための構造物の表面である、方法であって、更に、 レイアップ面から層状テープ複合構造物を除去することと、層状テープ複合構造物を、より大きな複合構造物の一コンポーネントとして取り付けることとを含む、段落BからB8のいずれか1つに記載の方法。

B10.レイアップ面は、層状テープ複合構造物と共に組み立てられる、より大きな複合構造物によって画定され、任意で、より大きな複合構造物は、繊維強化複合材料で構成され、任意で、レイアップ面は、概して三角形の断面外形を任意で有する非平面輪郭によって画定される、段落BからB8のいずれか1つに記載の方法。

B.11.層状テープ複合構造物は層状テープR部フィラーである、段落BからB10のいずれか1つに記載の方法。

B12.方法は、段落AからA13のいずれか1つに記載の装置によって実行される、段落BからB11のいずれか1つに記載の方法。

B13.段落BからB12のいずれか1つに記載の方法により作製された、層状テープ複合構造物。

C.層状テープ複合構造物を作製する方法であって、 一又は複数の第1テープを供給することと、 一又は複数の第2テープを供給することと、 一又は複数の第1テープをレイアップ面上に配置することと、 一又は複数の第2テープを、レイアップ面上の一又は複数の第1テープの上に配置することとを含み、かつ、 (1)配置される第1テープの厚みを制御するために、いくつかの第1テープが供給されること、及び配置されることを、能動的に制御すること、及び、(2)配置される第2テープの厚みを制御するために、いくつかの第2テープが供給されること、及び、配置されることを、能動的に制御すること、のうちの一方を行うこととを含み、 第1テープは幅、厚み、及び材料構造のうちの一又は複数において第2テープと相違している、方法。

C1.層状テープ複合構造物は層状テープR部フィラーである、段落Cに記載の方法。

C2.方法は、段落AからA13のいずれか1つに記載の装置によって実行される、段落C又はC1に記載の方法。

C3.更に、段落BからB12のいずれか1つに記載の主題を含む、項目CからC2のいずれか1つに記載の方法。

C4.段落CからC3のいずれか1つに記載の方法により作製された、層状テープ複合構造物。

D.層状テープ複合構造物を作製する方法であって、 同一の幅を有する2つ以上のテープを供給することと、 2つ以上のテープを結合して結合されたテープを形成することと、 結合されたテープをレイアップ面上に配置することとを含む、方法。

D1.層状テープ複合構造物は層状テープR部フィラーである、段落Dに記載の方法。

D2.方法は、段落AからA13のいずれか1つに記載の装置によって実行される、段落D又はD1に記載の方法。

D3.更に、段落BからB12のいずれか1つに記載の主題を含む、項目DからD2のいずれか1つに記載の方法。

E.層状テープ複合構造物を作製する方法であって、 一又は複数の第1テープを供給することと、 一又は複数の第2テープを供給することとを含み、第1テープは幅と厚みのうちの少なくとも1つにおいて第2テープと相違しており、 一又は複数の第1テープのうちの2つ以上を結合して結合された第1テープを形成すること、 一又は複数の第2テープのうちの2つ以上を結合して結合された第2テープを形成すること、 一又は複数の第1テープをレイアップ面上に配置すること、及び、 一又は複数の第2テープを、レイアップ面上の一又は複数の第1テープの上に配置すること、のうちの1つを含む、方法。

E1.第1テープは第2テープと幅が相違している、段落Eに記載の方法。

E2.更に、 予め画定された断面外形を有する層状テープR部フィラーを作製するために、一又は複数の第1テープを供給すること、一又は複数の第2テープを供給すること、一又は複数の第1テープを配置すること、及び、一又は複数の第2テープを配置することのうちの一又は複数を能動的に制御することを含む、段落E又はE1に記載の方法。

E3.能動的に制御することは、 作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第1テープの厚みを選択的に制御するために、一又は複数の第1テープを供給することを開始及び停止すること、 作製される層状テープ複合構造物の少なくとも一部分において第2テープの厚みを選択的に制御するために、一又は複数の第2テープを供給することを開始及び停止すること、のうちの一又は複数を含む、段落E2に記載の方法。

E4.第1テープは、厚みと材料構造のうちの一又は複数において第2テープと相違している、段落EからE3のいずれか1つに記載の方法。

E5.第1テープを供給することは、2つ以上の第1テープを供給することを含み、方法は、2つ以上の第1テープのうちの2つ以上を結合して結合された第1テープを形成することを含む、段落EからE4のいずれか1つに記載の方法。

E6.第1テープは、繊維強化複合材料で構成され、2つ以上の第1テープは、同一の幅、同一の厚み、同一の繊維材料、同一の繊維角度、及び同一の結合剤材料を含む全く同一の構造のテープを含む、段落E5に記載の方法。

E7.第1テープは、繊維強化複合材料で構成され、2つ以上の第1テープは、同一の幅を有し、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数において相違しているテープを含む、段落E6に記載の方法。

E8.更に、 第1テープを配置することに先立って、結合された第1テープを圧縮することを含む、段落E5からE7のいずれか1つに記載の方法。

E9.第2テープを供給することは、2つ以上の第2テープを供給することを含み、方法は、2つ以上の第2テープのうちの2つ以上を結合して結合された第2テープを形成することを含む、段落EからE8のいずれか1つに記載の方法。

E10.第2テープは、繊維強化複合材料で構成され、2つ以上の第2テープは、同一の幅、同一の厚み、同一の繊維材料、同一の繊維角度、及び同一の結合剤材料を含む全く同一の構造のテープを含む、段落E9に記載の方法。

E11.第2テープは、繊維強化複合材料で構成され、2つ以上の第2テープは、同一の幅を有し、厚み、繊維材料、繊維角度、及び結合剤材料のうちの一又は複数において相違しているテープを含む、段落E9に記載の方法。

E12.更に、 第2テープを配置することに先立って、結合された第2テープを圧縮することを含む、段落E9からE11のいずれか1つに記載の方法。

E13.更に、 第1テープを配置することに先立って、第1テープを長手方向に折りたたむことを含む、段落EからE12のいずれか1つに記載の方法。

E14.更に、 第2テープを配置することに先立って、第2テープを長手方向に折りたたむことを含む、段落EからE13のいずれか1つに記載の方法。

E15.更に、 第1テープ及び第2テープをレイアップ面に接触させて圧縮することを含む、段落EからE14のいずれか1つに記載の方法。

E16.レイアップ面は層状テープ複合構造物をその作製中に一時的に支持するための構造物の表面である、方法であって、更に、 レイアップ面から層状テープ複合構造物を除去することと、層状テープ複合構造物を、より大きな複合構造物の一コンポーネントとして取り付けることとを含む、段落EからE15のいずれか1つに記載の方法。

E17.レイアップ面は、層状テープ複合構造物と共に組み立てられる、より大きな複合構造物によって画定される、段落EからE16のいずれか1つに記載の方法、

E18.層状テープ複合構造物は層状テープR部フィラーである、段落EからE17のいずれか1つに記載の方法。

E19.方法は、段落AからA13のいずれか1つに記載の装置によって実行される、段落EからE18のいずれか1つに記載の方法。

E20.更に、段落BからB12のいずれか1つに記載の主題を含む、項目EからE19のいずれか1つに記載の方法。

E21.段落EからE20のいずれか1つに記載の方法により作製された、層状テープ複合構造物。

本書で使用する場合、「適合し(adapted)」及び「構成され(configured)」という用語は、要素、コンポーネント、又はその他の主題が所与の機能を実行するよう設計及び/又は意図されていることを、意味する。ゆえに、「適合し」及び「構成され」という用語の使用は、所与の要素、コンポーネント、又はその他の主題が、単に所与の機能を実行することが「可能である」ことを意味すると解釈すべきではなく、要素、コンポーネント、及び/又はその他の主題が、その機能を実行するために、特に選択され、作製され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ/又は設計されることを意味すると、解釈すべきである。特定の機能を実行するよう適合していると記載されている要素、コンポーネント、及び/又はその他の記載された主題が、追加的又は代替的に、その機能を実行するよう構成されていると記述されうること、及びその逆の場合も、本開示の範囲内に含まれる。同様に、特定の機能を実行するよう構成されていると記載されている主題は、追加的に又は代替的に、その機能を実行するために有効であると記述されうる。

様々な、装置の開示されている要素、及び本書で開示されている方法のステップは、本開示による装置及び方法の全てに必要とされるわけではなく、本開示は、本書で開示されている様々な要素及びステップの、新規性と進歩性を有する組み合わせ及び部分的組み合わせの全てを含む。更に、本書で開示されている様々な要素及びステップのうちの1つ又は複数は、開示されている装置又は方法の全体とは別個の分離された、独立した発明の主題を画定しうる。従って、かかる発明の主題は、本書で明示的に開示されている特定の装置及び方法に関連付けられる必要はなく、かかる発明の主題は、本書で明示的に開示されていない装置及び/又は方法の有用性を見い出しうる。