(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の当接コンポーネントならびに該当接コンポーネントをつなぐ調節可能なストラップ組立体を備える継手であって、該ストラップ組立体は、一方の該コンポーネントに取り付けられる第１ストラップ部と、他方のコンポーネントに取り付けられる第２ストラップ部を含み、該第１および第２のストラップ部は、該第２ストラップ部を該第１ストラップ部に対して調節し、該第２ストラップ部の位置が該第１ストラップ部に対して傾斜の方向に調節可能になるような嵌合傾斜面を有し、
前記第１および第２のコンポーネントは個々の外部表面を有し、
前記第１および第２のコンポーネントの前記外部表面は、ほぼ面一であり、空力表面を提供する、継手。
【請求項２】
前記嵌合傾斜面は、それらの表面粗さを増やすための処理面を有する、請求項１に記載の継手。
【請求項３】
前記嵌合傾斜面は、協働するセレーションを有する、請求項１または２に記載の継手。
【請求項４】
前記セレーションは、前記第１および第２のストラップ部に一体形成されるか、または該第１および第２のストラップ部に接合される別々の部分に形成される、請求項３に記載の継手。
【請求項５】
前記調節可能なストラップ組立体は、前記第１および第２のストラップ部の相対位置を設定するための設定装置をさらに含む、請求項１〜４の何れかに記載の継手。
【請求項６】
前記設定装置は脱着可能で、前記第２ストラップ部の前記第１ストラップ部に対する調節を可能にする、請求項５に記載の継手。
【請求項７】
前記設定装置は、前記第１ストラップ部に形成される個々の細長いスロットに受けられる１つ以上のボルトである、請求項６に記載の継手。
【請求項８】
前記当接コンポーネントはパネルである、請求項１〜７の何れかに記載の継手。
【請求項９】
前記コンポーネントは航空機コンポーネントであり、前記外部表面は、航空機の空力表面を形成する、請求項８に記載の継手。
【請求項１０】
前記第１コンポーネントは翼後縁パネルであり、前記第２コンポーネントは翼カバーである、請求項９に記載の継手。
【請求項１１】
前記調節可能なストラップ組立体は、前記第１および第２コンポーネントの内部表面に取り付けられる、請求項１〜１０の何れかに記載の継手。
【請求項１２】
請求項１〜１１に記載の継手を形成する方法であって、前記第１ストラップ部を前記第１コンポーネントに取り付けるステップ、前記第２ストラップ部を提供して、該第１および第２ストラップ部の傾斜面が嵌合係合となるようにするステップ、前記第２ストラップ部を前記第１ストラップ部に対して、傾斜の方向に調節して、前記第２ストラップ部を前記第１ストラップ部に対して所望の関係に調節するステップ、および該第２ストラップ部を前記第２コンポーネントに取り付けるステップを含む、方法。
【請求項１３】
前記第２ストラップ部を前記第２コンポーネントに取り付ける前に、前記第１および第２のストラップ部の相対位置を設定する方法をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１および第２のストラップ部の相対位置は、前記当接コンポーネントの外部表面がほぼ面一になるように設定される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１および第２の当接コンポーネントならびに該当接コンポーネントをつなぐ調節可能なストラップ組立体を備える継手を形成する方法であって、
該ストラップ組立体は、一方の該コンポーネントに取り付けられる第１ストラップ部と、他方のコンポーネントに取り付けられる第２ストラップ部を含み、該第１および第２のストラップ部は、該第２ストラップ部を該第１ストラップ部に対して調節し、該第２ストラップ部の位置が該第１ストラップ部に対して傾斜の方向に調節可能になるような嵌合傾斜面を有し、
ａ）前記第１ストラップ部を前記第１コンポーネントに取り付けるステップ、
ｂ）前記第２ストラップ部を提供して、該第１および第２ストラップ部の傾斜面が嵌合係合となるようにするステップ、
ｃ）前記第２ストラップ部を前記第１ストラップ部に対して、傾斜の方向に調節して、前記第２ストラップ部を前記第１ストラップ部に対して所望の関係に調節するステップ、
ｄ）前記第１および第２のストラップ部が最終的に組み立てられた継手に嵌め込まれうる複数の異なる考えられる相対位置から選ばれた所望の位置に前記第１および第２のストラップ部の相対位置を設定するステップ、および
ｅ）該第２ストラップ部を前記第２コンポーネントに取り付けるステップ
を含む、方法。
【請求項１６】
前記第１および第２のストラップ部の前記所望の相対位置は、前記第２コンポーネントの既知の厚さに基づいて前記複数の異なる考えられる相対位置から選ばれる、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの当接するコンポーネント間の継手に関する。本発明はまた、このような継手を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の航空機の翼は、前桁および後桁を有するウイングボックスを備える。上部および下部の翼カバーは、これらの桁に取り付けられ、これらの桁の間に延在して、ウイングボックスの上部と下部の境界を成す。パネルまたはＤノーズカバーなどの前縁および後縁構造体は、典型的には目板で上下のカバーに取り付けられる。図１および図２は、従来の目板の配置を示す。
【０００３】
上部の翼カバー１は、固定された前縁構造体２に、目板３ならびに一対のボルトとナット、４，９および５，１０で取り付けられる。目板３は、垂直部分８によって接合される、上部水平部６および下部水平部７を備える。下部水平部６は、カバー１の内部表面と係合し、上部水平部７は、固定された前縁構造体２の内部表面と係合する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
滑らかな空力表面を実現するためには、構造体２の外部表面とカバー１の外部表面は、厳格な許容範囲内で相互に一列に並んでいなければならない。この範囲外では、継手の外部表面に発生する段が、抗力および燃料消費の増加、それに構造体２の端部の腐食に関する問題をもたらす。一列に並ぶ基準を確実に満たすために、図１に示すように、構造体２の内部表面と目板の上部７との間に充填材１１を加えることができる。あるいは、図２に示すように、充填材１１は、カバー１の内部表面と目板の下部６の間に加えることもできる。しかしながら、目板３は典型的には、翼幅全体の種々のストリップにはめ込まれるため、この工程は難しく、そして時間がかかる。また組立中、カバー１に合わせるために、構造体２の手仕上げを行う必要がある。このことによって工程はさらに複雑になる。
【０００５】
従来の目板の問題は、複合材コンポーネントとの接合に使用される場合に、特に明らかである。複合材コンポーネントは、典型的にはそれらの金属の対応部よりも大きな寸法公差を持っている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、第１および第２の当接コンポーネントならびに該当接コンポーネントをつなげる調節可能なストラップ組立体を備え継手、該ストラップ組立体は、一方のコンポーネントに取り付ける第１ストラップ部と、他方のコンポーネントに取り付ける第２ストラップ部を含み、第１および第２のストラップ部は、第１ストラップ部に対して第２ストラップ部を調節するための嵌合傾斜面を持ち、第２ストラップ部の位置が、第１ストラップ部に対して傾斜の方向に調節可能である継手を提供し、第１および第２のコンポーネントは個々の外部表面を有し、第１および第２のコンポーネントの前記外部表面は、ほぼ面一であり、空力表面を提供する。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様による継手を形成する方法であって、第１ストラップ部を第１コンポーネントに取り付けるステップ、第２ストラップ部を提供して、第１および第２のストラップ部の傾斜面を嵌合係合させるステップ、第２ストラップ部を第１ストラップ部に対して傾斜方向に調節して、第２ストラップ部を第１ストラップ部に対して所望の関係に位置させるステップ、および第２ストラップ部を第２コンポーネントに取り付けるステップを含む方法を提供する。また、第１および第２の当接コンポーネントならびに該当接コンポーネントをつなぐ調節可能なストラップ組立体を備える継手を形成する方法であって、ストラップ組立体は、一方のコンポーネントに取り付けられる第１ストラップ部と、他方のコンポーネントに取り付けられる第２ストラップ部を含み、第１および第２のストラップ部は、第２ストラップ部を第１ストラップ部に対して調節し、第２ストラップ部の位置が第１ストラップ部に対して傾斜の方向に調節可能になるような嵌合傾斜面を有し、ａ）前記第１ストラップ部を前記第１コンポーネントに取り付けるステップ、ｂ）前記第２ストラップ部を提供して、該第１および第２ストラップ部の傾斜面が嵌合係合となるようにするステップ、ｃ）前記第２ストラップ部を前記第１ストラップ部に対して、傾斜の方向に調節して、前記第２ストラップ部を前記第１ストラップ部に対して所望の関係に調節するステップ、ｄ）前記第１および第２のストラップ部が最終的に組み立てられた継手に嵌め込まれうる複数の異なる考えられる相対位置から選ばれた所望の位置に前記第１および第２のストラップ部の相対位置を設定するステップ、および、ｅ）該第２ストラップ部を前記第２コンポーネントに取り付けるステップを含む、方法を提供する。第１および第２のストラップ部の所望の相対位置は、第２コンポーネントの既知の厚さに基づいて複数の異なる考えられる相対位置から選ばれてもよい。
【０００８】
本発明は、２つの部分のストラップ組立体が調節可能であり、それを、ストラップ組立体を特注品とする必要なく、追加の充填材やシムなどの必要もなく、種々の当接コンポーネントをつなげるために使用することができるという点で、有利である。
【０００９】
第２ストラップ部は、第２ストラップ部の相対位置が調節される前か後に、第２コンポーネントに取り付けることができる。
【００１０】
嵌合傾斜面を平滑にして、第２ストラップ部を、第１ストラップ部に対して傾斜方向に摺動可能に調節可能とすることができる。しかしながら、嵌合傾斜面は滑らかである必要はなく、表面処理を行ってその表面粗さを増やし、第１および第２のストラップ部の間の確動係合を確実に行うようにして、調節後の滑りを防止するようにすることもできる。第１および第２のストラップ部の相対位置は、よって簡単に設定することができる。表面粗さは、例えばショットブラスト処理によって実現することができる。
【００１１】
嵌合傾斜面は平面である必要はなく、協働するセレーションを有することができる。これらのセレーションの高さは比較的低く、例えば上述のショットブラスト処理によって形成される表面粗さと同様の高さであってもよい。
【００１２】
上述の嵌合面の各々の構成において、ストラップ部は、実質的には傾斜に沿ったどの相対位置にも摺動可能に調節することができる。しかしながら、ほんの数ケ所の個々の位置の間でストラップ部の位置調節が所望される場合には、傾斜面はかなり高い嵌合セレーションを有することができる。また、ストラップ部は摺動可能に調節可能ではなく、個々の位置のストラップ部の間に確動係合を提供することができる。調節は、ストラップ部の傾斜方向の移動運動に対して、嵌合セレーションを係合から外し、そしてそれらの嵌合セレーションを係合に戻すことによって行う。
【００１３】
これらのセレーションは、実質的にはどのような形状でもよい。例えば、セレーションは段状または鋸歯状の形状とすることもできる。それらの高さに関係なく、セレーションは、第１および第２ストラップ部に一体形成することもできるし、第１および第２ストラップ部に接合する別々の部分に形成することもできる。後者は、ストラップ部の製造を単純にし、コストを下げ、共通部品の製造を可能にするだろう。セレーションを有する別々の部分は、リベット留め、接着またはその他の固定手段によって接合することができる。
【００１４】
調節可能なストラップ組立体は、第１および第２のストラップ部の相対位置を設定する設定装置を含むことができる。これはストラップ部が摺動可能に調節可能な場合には、特に有利である。設定装置は、第１ストラップ部に対して第２ストラップ部の調節を可能にするように、好適には脱着可能である。好適な実施形態では、設定装置は、第１ストラップ部に形成される個々の細長いスロットに受けられる１つ以上のボルトである。ボルトは摺動調節が行えるように、緩めることができる。摺動調節は、ボルトの動きによって、そのスロット内で行われる。ストラップ部が摺動可能に調節可能ではない場合には、嵌合セレーションの間の係合は、設定装置を追加せずに、ストラップ部の位置を設定するには十分であろう。
【００１５】
当接コンポーネントはパネル部材であってもよい。好適な実施形態では、第１コンポーネントは翼後縁パネルであり、第２コンポーネントは翼カバーである。調節可能なストラップ組立体は、第１および第２のコンポーネントの内部表面に取り付けることができる。ストラップ部の傾斜面の傾斜角度は、この場合、当接コンポーネントの外部表面に関係する。
【００１６】
第２ストラップ部の位置が調節された後に、第２ストラップ部が第２コンポーネントに取り付けられる場合には、第１および第２のストラップ部の相対位置は、第２ストラップ部を第２コンポーネントへ取り付ける前に、設定することができる。このように、設定装置は、完成した継手の第２コンポーネントの下に隠すことができる。任意選択で、第１および第２のストラップ部の相対位置は、永久的に、完成した継手においてそれ以上の調節ができないようにすることができる。
【００１７】
本発明は、当接コンポーネントの内の１つまたは両方が複合材料で作られている場合には、特に有利である。例えば、航空機で使用される複合パネルの厚み公差は、±５％とすることができる。このようなパネルの厚さは、約５ｍｍ程度である。一方で、航空機の当接パネルの空力表面の間の段公差は、約±０．５ｍｍ程度（空力の要件による）である必要があろう。パネル厚さ方向のストラップ組立体の調節を導入することにより、複合カバーに見られる、より大きな公差をなくして、厳格な空力段公差の要件を達成することが可能である。
【００１８】
第１および第２のストラップ部は、典型的には、全長が当接縁に沿って延在する細長い形状であるが、これは必須ではない。つまり、ストラップ部は細長い形状でなくてもよいし、それらの全長は当接縁に直角に延在してもよい。
【００１９】
本発明の実施形態を、下記の添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の目板の配置を示す図である。
【図２】従来の目板の配置を示す図である。
【図３】ストラップ組立体を含む継手の等角図である。
【図４】図３の継手を下から見た図である。
【図５】図３の継手の側面図である。
【図６】図４の切断面Ａ−Ａを示す図である。
【図７】図４の切断面Ｂ−Ｂを示す図である。
【図８】代替継手による図６と同様の切断面図である。
【図９】代替継手による図７と同様の切断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図３〜図７を見るに、航空機翼後縁パネル２１（第１コンポーネント）と航空機ウイングボックスカバー２２（第２コンポーネント）の間に継手が示されている。継手は、上部または下部の翼表面上にある。パネル２１およびカバー２２は、調節可能なストラップ組立体２３によって接合される。ストラップ組立体２３は、第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５を備え、各々は、パネル２１およびカバー２２の当接縁に沿って延在する。
【００２２】
第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５は、嵌合傾斜面２６，２７を有する。これらの傾斜嵌合面２６，２７は、第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５に一体加工された、比較的小さな（約０．１〜２ｍｍ）セレーションを有する。セレーションの大きさは、所望される継手の空力公差とほぼ一致する。第１ストラップ部２４は、一般にくさび形の断面を持つ。第２ストラップ部２５は、一般にくさび形の部分と延在するフランジ部分の断面を持つ。傾斜嵌合面２６，２７は、パネル２１の外部表面３４と、約３０度の角度を形成するが、この角度は設計によって変えることができ、必要に応じてより大きいか、または小さい角度を提供することができる。
【００２３】
パネル２１はまた、内部表面２８を有する。パネル２１は、継手の近くにテーパー部を有し、第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５は、このテーパー部内に収容することができる。パネル２１は、コア層を挟む炭素繊維強化プラスチックの積層複合材の外側プライを有するサンドイッチ構造である。カバー２２は、内部表面２９および外部表面３５を有する。カバー２２は、炭素繊維強化プラスチックなどの、複合材でできている。
【００２４】
第２ストラップ部２５のフランジ部分は、ボルト（図示せず）によって、カバー２２の内部表面２９に固定される。第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５は、スレーブボルト３０によって、所定の位置に取り付けられる。各スレーブボルト３０は、第１ストラップ部２４のさら穴３１および第２ストラップ部２５の細長い穴３２で受けられる。第１ストラップ部２４の上部表面は、パネル２１の内部表面２８に立てかけられる。第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５は、ボルト３３（図７には示さず）によってパネル２１に固定される。各ボルト３３は、パネル２１のさら穴３６、第１ストラップ部２４の貫通穴３７および第２ストラップ部２５の貫通穴３８で受けられる。カバー２２の外部表面３５は、パネル２１の外部表面３４とほぼ面一にある。パネル２１とカバー２２の縁の間の間隙によって、パネルおよび／またはカバーのエッジ公差とストラップ組立体２３の位置公差が提供される。
【００２５】
継手は下記に示す様に組み立てられる。第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５は、一列に並んだ、予め穴の開けられたさら穴３１および長穴３２に、スレーブボルト３０（図４には２つのスレーブボルトの位置を示す）で保持して提供される。第１操作では、第２ストラップ部２５のフランジ部を、第２ストラップ部２５のフランジ部に、予め開けられた一列の穴（図示せず）を介して、ボルト（図示せず）を使ってカバー２２に固定し、これをカバー２２の予め開けられた同じ列の穴（図示せず）に合わせる。
【００２６】
そして、第２操作では、スレーブボルト３０を緩める。スレーブボルト３０が緩められると、第１ストラップ部２４は、第２ストラップ部２５に対して傾斜面２６を上下に自由に摺動する。この運動の間、さら穴スレーブボルト３０は、さら穴３１へ着座するにつれて、第１ストラップ部２４と共に動くが、それらの長穴３２内では自由に動く。第１ストラップ部２４を傾斜面２６で上下に摺動することにより、第１ストラップ部２４の高さは、第１ストラップ部２４および第２ストラップ部２５の外部表面３４，３５に対して法線の方向に、第２ストラップ部に対して調節される。このように高さを調節することにより、第１ストラップ部２４の上部表面とカバー２２の間の段を、特定の寸法に正確に設定することができる。寸法の設定は、嵌合パネル２１の既知の厚さ「ｔ」に基づいて行われ、パネルが第１ストラップ部２４に取り付けられると、パネル２１とカバー２２の外部表面３４，３５がほぼ同一平面になるように設定される。外部表面３４および３５の間のどんな段も、空力段公差の要件内でなくてはならない。その後、さら穴スレーブボルト３０を締め、第２ストラップ部２５に対する第１ストラップ部２４の高さを設定する。尚、例え締めても、スレーブボルト３０は、ストラップ部２４，２５の相対位置の設定のみに作用し、実質的には荷重の支持を行わない。
【００２７】
その後、第３および最終操作で、穴（３つの穴の位置を図３に示す）をパネル２１（さら穴３６）、第１ストラップ部４（貫通穴３７）および第２ストラップ部２５（貫通穴３８）を通して開け、パネル２１をボルト３３（図７には示さず）によって第１ストラップ部２４に固定する。ボルト３３は、パネル２１からストラップ組立体２３への荷重伝達を支持するが、スレーブボルト３０は、実質的に荷重を支持しない。
【００２８】
代替実施形態に係る継手を図８および図９に示す。上述の実施形態と同じ部分は、ダッシュ記号付きの同じ参照番号で示す。この代替継手のストラップ組立体は、上述の継手のストラップ組立体とは、嵌合傾斜面２６′，２７′が比較的大きなセレーションを有する点と、スレーブボルト３０、穴３１および長穴３２が削除されている点のみが異なる。
【００２９】
セレーションは、傾斜する階段の段を嵌合面に効率的に形成する。これらの段は、高さ数ミリメートルであってもよい。６つの個別の位置の間でストラップ組立体を調節することのできる、６つのこのような段を図８および図９に示す。しかしながら、段の数は多くしたり少なくしたりすることができる。この代替実施形態でセレーションが大きくなると、ストラップ部２４′および２５′の間の確動係合がより確実となり、設定装置（スレーブボルト３０、穴３１および長穴３２）は不要となる。しかしながら、設定装置は必要であれば設けてもよい。
【００３０】
調節は、嵌合セレーションをストラップ部２４′，２５′の傾斜方向の移動運動に対して係合から外し、そしてこれらの嵌合セレーションを係合に戻すことによって行われる。調節作用が異なることと設定装置がないことを除き、代替継手は先に述べた継手と同様に形成される。
【００３１】
上述の好適な実施形態では、ストラップ部の角度のついた嵌合面は、ストラップ部に一体加工されたセレーションを有するが、これらのセレーションは、分離部として代替的に生産して、製造を簡素化してコストを下げることができるだろう。こうすることによって共通部品の製造が可能になる。分離した鋸歯状の部分は、リベットや同様の物を使ってストラップ部に接合することができる。さらに、確動係合を提供するために小さなセレーションを使う別の方法として、２つのストラップ部は「ショットブラスト」などによって、摩擦を増やす処理嵌合面を有することができる。
【００３２】
上述の実施形態では、継手は航空機翼カバーと後縁パネルの間にあるが、継手は航空機や他の構造体のどのような当接コンポーネントの間にあってもよい。例えば、継手は、建築構造とパネルの間にあってもよい。後者の場合には、セレーションの高さは、数ミリメートル、あるいは、公差の要件がそれほど厳しくない場合には、１センチメートル以上であってもよい。
【００３３】
上述の継手で使用される締結部の数、大きさ、タイプは、継手によって異なり、上述の実施形態は、この点においては全く制限がない。
【００３４】
当接コンポーネントの材料は、上述の実施形態のものとは異なるものであってもよく、代わりに、アルミニウム、チタニウムなどの金属、あるいはケブラー（登録商標）またはガラス繊維強化プラスチックなどのその他の複合材料を使うこともできる。
【００３５】
本発明を１つ以上の好適な実施形態を参照して上記に説明してきたが、添付の請求項に定める本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更または変形を行ってもよいことが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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