(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体セクション（１２）を結合するための重ね継ぎ（２８）であって、
胴体セクション（１２）の間を埋めるよう構成されている帯板（３０）と、
帯板（３０）上に配置された複数の取り付け具（３２）と、
帯板（３０）の上に重なるシヤタイ（３８）であって、円周方向に互いに離間する複数の脚部（４０）を含むシヤタイ（３８）と、を含み、
帯板（３０）とシヤタイ（３８）の各脚部（４０）の全てとが離間するように、複数の取り付け具（３２）の一つが帯板（３０）とシヤタイ（３８）の複数の脚部（４０）の各々との間に位置付けられ、各取り付け具（３２）が、帯板（３０）のそれぞれ反対側を超えて長手方向に延在している第１および第２のセクションを有し、第１および第２のセクションのそれぞれが、それぞれの胴体セクション（１２）の少なくとも２本の縦通材（１４）の上に重なるよう構成されている、重ね継ぎ（２８）。
【請求項２】
シヤタイ（３８）および複数の取り付け具（３２）が、複合材料から構成されている請求項１に記載の重ね継ぎ（２８）。
【請求項３】
取り付け具（３２）は、第１および第２のセクションのそれぞれが、互いに離間され、かつ、それぞれの縦通材（１４）の上に重なる第１部材および第２部材を含むようなＨ字形である請求項１又は２に記載の重ね継ぎ（２８）。
【請求項４】
各取り付け具（３２）が、シヤタイ（３８）が据え付けられている第１および第２のセクション間の中間部をさらに含む請求項１に記載の重ね継ぎ（２８）。
【請求項５】
シヤタイ（３８）の各脚部（４０）が、それぞれの取り付け具（３２）の中間部上に据え付けられ、かつ、帯板（３０）の一部が隣接した取り付け具（３２）の間から見えるように複数の取り付け具（３２）が互いに離間されている請求項１に記載の重ね継ぎ（２８）。
【請求項６】
シヤタイ（３８）に接続され、かつ、シヤタイ（３８）の機内側にある内側コード（４４）をさらに含む請求項１から５のいずれか一項に記載の重ね継ぎ（２８）。
【請求項７】
取り付け具（３２）の第１および第２のセクションのそれぞれと縦通材（１４）との間に位置付けられている第１および第２充填材（３７）をさらに含む請求項１から６のいずれか一項に記載の重ね継ぎ（２８）。
【請求項８】
胴体セクション（１２）を結合するための方法であって、
間を埋めるように胴体セクション（１２）上に帯板（３０）を位置付けること、
各取り付け具（３２）の第１および第２のセクションが帯板（３０）のそれぞれ反対側を超えて長手方向に延在するように帯板（３０）上に複数の取り付け具（３２）を位置付けることであって、取り付け具（３２）の前記位置付けが、第１および第２のセクションのそれぞれがそれぞれの胴体セクション（１２）の少なくとも２本の縦通材（１４）の上に重なるように取り付け具（３２）を位置付けることを含む、位置付けること、
取り付け具（３２）上でシヤタイ（３８）を位置付けることであって、前記シヤタイ（３８）は円周方向に互いに離間する複数の脚部（４０）を含み、帯板（３０）とシヤタイ（３８）の各脚部（４０）の全てとが離間するように、複数の取り付け具（３２）の一つが帯板（３０）とシヤタイ（３８）の複数の脚部（４０）の各々との間に位置付けられる、位置付けること、および、
シヤタイ（３８）、取り付け具（３２）、帯板（３０）および胴体セクション（１２）を複数の締結具により接続すること、
を含む方法。
【請求項９】
帯板（３０）および取り付け具（３２）が、複合材料から構成されており、かつ、シヤタイ（３８）、取り付け具（３２）および胴体セクション（１２）を接続することが、シヤタイ（３８）、取り付け具（３２）および胴体セクション（１２）を複数のチタン製締結具により接続することを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各取り付け具（３２）の第１および第２のセクションのそれぞれと、それぞれの胴体セクション（１２）の縦通材（１４）との間に第１および第２充填材（３７）を位置付けることをさらに含む請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
内側コード（４４）をシヤタイ（３８）に接続することをさらに含む請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
取り付け具（３２）を位置付けることが、帯板（３０）の一部が隣接した取り付け具（３２）の間から見えるように離間させて帯板（３０）上に複数の取り付け具（３２）を位置付けることを含み、かつ、取り付け具（３２）上にシヤタイ（３８）を位置付けることが、シヤタイ（３８）の各脚部（４０）がそれぞれの取り付け具（３２）の中間部上に据え付けられるように複数の取り付け具（３２）上にシヤタイ（３８）を位置付けることを含む請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般に、重ね継ぎおよび関連する結合方法に関し、より詳細には、重ね継ぎおよび胴体セクションを結合するための関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物のセクションは、セクション間を埋め、かつ、これらを構造的に結合する重ね継ぎにより時として結合されることがある。図１に示すように、例えば、航空機の胴体１０は、互いに結合されている複数のセクション１２から形成されていてもよい。隣り合う胴体セクション１２同士は、胴体セクションを構造的に相互接続する役割を果たす重ね継ぎにより結合されていてもよい。例えば、隣り合う胴体セクションは、胴体１０の内部に位置し、かつ、隣り合う胴体セクション１２間を埋めるフレームまたは隔壁からなる重ね継ぎにより結合されていてもよい。重ね継ぎはまた、フレームを貫通して延在し、かつ、胴体セクション１２へのフレームの結合を容易にする複数の貫通取り付け具を含んでいてもよい。
【０００３】
示されているように、例えば図２において、一対の隣り合う胴体セクションの各々は、複数の長手方向に延在する縦通材１４と、該複数の縦通材を覆っている外板１６とを含んでいてもよい。一対の隣り合う胴体セクション１２をまとめてもよく、該一対の隣り合う胴体セクションに重ね継ぎを取り付けることにより、隣り合う胴体セクション間の境界面を埋めてもよい。図２の実施例において、フレームは、胴体セクションに近接して位置し、かつ、胴体セクション間の境界面を埋めるフレーム外側コード１８を含む。フレームはまた、半径方向内向きに延在するウェブ２０と、内側コード２２とを含む。図２の重ね継ぎはまた、複数の貫通取り付け具２４を含む。示されているように、フレーム、およびより詳細には、ウェブ２０は、貫通取り付け具２４が延在している複数の開口２６を画定している。示されているように、貫通取り付け具２４は、胴体セクション１２の縦通材１４の上に重なるようにフレームを超えて長手方向に延在するよう構成されている。この場合、各貫通取り付け具２４は、胴体セクション１２のうちの一方の縦通材１４の上に重なる第１端と、他方の胴体セクションの縦通材の上に重なる対向する第２端とを有する。フレームと貫通取り付け具２４との両方を含む重ね継ぎを胴体セクション１２に接続することにより、重ね継ぎは、胴体セクション同士を構造的に結合する役割を果たす。
【０００４】
図２に示しているような重ね継ぎは、チタンなどの金属材料から形成されていてもよい。チタンは、比較的高価な材料なので、チタン製の重ね継ぎに付随する材料費は、航空機に付随するコストを不都合なほどに上昇させる。また、重ね継ぎは、フレームを貫通して延在して、フレームを胴体セクションに接続する締結具、および、貫通取り付け具を貫通して延在して、貫通取り付け具を胴体セクションの縦通材に接続する締結具といった複数の締結具により胴体セクションに取り付けられていてもよい。締結具を設置するためには、それぞれの締結具を収容するために重ね継ぎを貫通する複数の穴をまず開けねばならない。しかしながら、チタン製の重ね継ぎを貫通する穴を開けるにはかなりの時間がかかり、これにより、胴体セクションの組立てに要する時間およびそのような組立てに付随する人件費が増大する。さらに、チタン製の重ね継ぎを貫通して開けられた穴は概して、部品の分離およびバリ取りを要し、これにより、胴体の組立てに付随する時間およびコストがさらに増大する。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、隣り合う胴体セクションなどの構造物を効率的に結合するために、本開示の実施形態に係る重ね継ぎおよび関連する方法を提供する。これに関して、重ね継ぎおよび関連する方法は、重ね継ぎに付随する材料費を削減可能であり、かつ、重ね継ぎの設置に付随する時間および付随する人件費もまた削減可能である。さらに、いくつかの実施形態の結果として得られる重ね継ぎがより軽量である可能性があることは有利である。
【０００６】
一実施形態において、胴体セクションを結合するための重ね継ぎを提供し、ここで、該重ね継ぎは、胴体セクションの間を埋めるよう構成されている帯板と、帯板の上に重なるシヤタイと、帯板とシヤタイとが離間するように帯板とシヤタイとの間に位置付けられている取り付け具と、を含む。本実施形態の取り付け具は、帯板のそれぞれ反対側を超えて延在している第１および第２の長手方向に延在するセクションを有する。長手方向に延在する各セクションは、それぞれの胴体セクションの少なくとも２本の縦通材の上に重なるよう構成されている。
【０００７】
帯板、シヤタイおよび取り付け具は、複合材料から形成されていてもよい。一実施形態において、取り付け具は、長手方向に延在する各セクションが、互いに離間され、かつ、それぞれの縦通材の上に重なる第１部材および第２部材を含むようなＨ字形である。本実施形態において、取り付け具は、シヤタイが据え付けられている第１および第２の長手方向に延在するセクション間の中間部をも含んでいてもよい。該重ね継ぎは、複数の取り付け具を含んでいてもよく、かつ、シヤタイは、互いに離間する複数の脚部を含んでいてもよい。そのようであるので、本実施形態のシヤタイの各脚部は、それぞれの取り付け具の中間部上に据え付けられていてもよい。これに加えて、帯板の一部が隣接した取り付け具の間から見えることにより、帯板の点検が可能となるように、複数の取り付け具が互いに離間されていてもよい。該重ね継ぎは、シヤタイ、取り付け具および帯板を胴体セクションに接続する複数の締結具をも含んでいてもよい。締結具は、例えば、チタンから形成されていてもよい。該重ね継ぎはまた、シヤタイに接続され、かつ、これの機内側にあるウェブおよび内側コードを含んでいてもよい。一実施形態の重ね継ぎは、取り付け具の第１および第２の長手方向に延在するセクションのそれぞれと縦通材との間に位置付けられている第１および第２充填材をも含んでいてもよい。
【０００８】
別の実施形態において、複合材料から形成される帯板と、帯板の上に重なるシヤタイと、帯板とシヤタイとが離間するように帯板とシヤタイとの間に位置するＨ字形取り付け具とを含む重ね継ぎを提供する。Ｈ字形取り付け具もまた、複合材料から形成されていてもよい。
【０００９】
一実施形態のＨ字形取り付け具は、シヤタイが据え付けられている中間部を含む。本実施形態において、重ね継ぎは、複数の取り付け具を含んでいてもよく、かつ、シヤタイは、互いに離間されている複数の脚部を含んでおり、シヤタイの各脚部がそれぞれの取り付け具の中間部上に据え付けられていてもよい。複数の取り付け具はまた、帯板の一部が隣接した取り付け具の間から見えることにより、帯板の点検が可能となるように、互いに離間していてもよい。重ね継ぎはまた、シヤタイ、Ｈ字形取り付け具および帯板を胴体セクションに接続する複数のチタン製締結具を含んでいてもよい。重ね継ぎはまた、シヤタイに接続され、かつ、シヤタイの機内側にあるウェブおよび内側コードを含んでいてもよい。一実施形態の重ね継ぎはまた、Ｈ字形取り付け具の対向する端部の下に重なる第１充填材および第２充填材を含んでいてもよい。
【００１０】
さらなる実施形態において、間を埋めるように胴体セクション上に帯板を位置付けることを含む、胴体セクションを結合するための方法を提供する。本実施形態の方法はまた、取り付け具の第１および第２の長手方向に延在するセクションが帯板のそれぞれ反対側を超えて延在するように帯板上に取り付け具を位置付けることを含む。取り付け具の位置付けは、長手方向に延在する各セクションがそれぞれの胴体セクションの少なくとも２本の縦通材の上に重なるように取り付け具を位置付けることを含む。本実施形態の方法はまた、取り付け具上でシヤタイを位置付けること、および、シヤタイ、取り付け具、帯板および胴体セクションを複数の締結具により接続すること、を含んでもよい。
【００１１】
帯板および取り付け具が、複合材料から構成されているある実施形態において、シヤタイ、取り付け具および胴体セクションを複数のチタン製締結具により接続してもよい。一実施形態の方法はまた、取り付け具の第１および第２の長手方向に延在するセクションのそれぞれと、それぞれの胴体セクションの縦通材との間に第１および第２充填材を位置付けることを含む。一実施形態の方法はまた、ウェブおよび内側コードをシヤタイに接続することを含む。シヤタイが互いに離間する複数の脚部を含むある実施形態において、取り付け具を位置付けることは、帯板の一部が隣接した取り付け具の間から見えることにより、帯板の点検が可能となるように離間させて帯板上に複数の取り付け具を位置付けることを含んでもよい。なおかつ、取り付け具上にシヤタイを位置付けることは、シヤタイの各脚部がそれぞれの取り付け具の中間部上に据え付けられるように複数の取り付け具上にシヤタイを位置付けることを含んでもよい。
【００１２】
さらなる実施形態において、複合材料から構成されている帯板と、帯板の上に重なるシヤタイと、帯板とシヤタイとが離間するように帯板とシヤタイとの間に位置しており、複合材料から構成されているＨ字形取り付け具とを含む重ね継ぎであって、Ｈ字形取り付け具が、シヤタイが据え付けられている中間部を含む重ね継ぎを開示する。
【００１３】
重ね継ぎは、シヤタイが、互いに離間する複数の脚部を含み、シヤタイの各脚部が、それぞれの取り付け具の中間部上に据え付けられており、かつ、複数の取り付け具が、帯板の一部が隣接した取り付け具の間から見るように互いに離間している複数の取り付け具と、シヤタイ、Ｈ字形取り付け具および帯板を構造物に接続している複数のチタン製締結具と、シヤタイに接続され、かつ、シヤタイの機内側にある内側コードと、Ｈ字形取り付け具の対向する端部の下に重なっている第１充填材および第２充填材とをさらに含む。
【００１４】
本開示の実施形態よると、重ね継ぎを設置するための材料費ならびに時間および付随する人件費の点において効率的に胴体セクションのようなさまざまな構造物を結合するための重ね継ぎおよび関連する方法が提供される。ただし、取り上げてきた特徴、機能および利点は、独立して達成可能であり、かつ、本開示のさまざまな実施形態は、詳細な説明および図面を参照してさらなる詳細が理解可能であるその他の実施形態において組み合わせてもよい。
【００１５】
本開示の実施形態をこのように大まかに説明してきた上で、ここで、必ずしも一定の縮尺にしたがっているわけではない添付の図面に言及する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、航空機の複数の胴体セクションの模式的斜視図である。
【図２】図２は、一対の胴体セクション同士を結合している従来の重ね継ぎの斜視図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に係る一対の胴体セクション同士を結合するための重ね継ぎの斜視図である。
【図４】図４は、本開示の一実施形態に係る重ね継ぎと胴体セクションとを結合するための締結具を示す図３および図４の重ね継ぎの模式図である。
【図５ａ】図５ａは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｃ】図５ｃは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｄ】図５ｄは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｅ】図５ｅは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｆ】図５ｆは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｇ】図５ｇは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｈ】図５ｈは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図５ｉ】図５ｉは、本開示の代替の実施形態に係るシヤタイ、ウェブおよび内側コードの構成の斜視図である。
【図６】図６は、本開示の一実施形態にしたがって行われる動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、添付の図面を参照しつつ本開示の実施形態をより完全に以下に説明する。ここでは、すべてではないがいくつかの実施形態を示す。実際、これらの実施形態は、数多くの種々の形態で実施可能であり、ここに記載する実施形態に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすよう提供される。全体を通じて、同様の番号は同様の構成要素を指す。
【００１８】
本開示の実施形態にしたがって、一対の構造物同士を結合するための重ね継ぎを提供する。重ね継ぎはさまざまな構造物を結合可能であるが、重ね継ぎは、図１に示すもののような航空機の一対の胴体セクション１２の結合に対する限定ではなく例示を目的として説明される。
【００１９】
一実施形態の重ね継ぎ２８は、互いに隣り合って位置することにより、その間の突合せ継手を画定している一対の胴体セクション１２の間を埋め、かつ、これらを構造的に結合していてもよい。図１の実施形態について、重ね継ぎ２８は、概して、胴体セクション１２の対向する端部に位置している。図３とともに下でより詳細に説明するように、各胴体セクション１２は、複数の長手方向に延在する縦通材１４と、複数の縦通材に取り付けられ、かつ、これを覆うことにより胴体１０の外部表面を形成している外板１６とを含んでいてもよい。重ね継ぎは、胴体セクション１２の内部に位置し、かつ、隣り合う胴体セクションに差し渡しで隣り合う胴体セクションの各々に接続されるよう位置しており、これにより、胴体セクションを一体化し、かつ、結果として得られる胴体１０に強度および安定性を与える。重ね継ぎは、隣り合う胴体セクション１２の内周全体の周りに延在していても、その一部またはそれ以上の周りに延在していてもよい。
【００２０】
図３における一実施形態にしたがって、より詳細に重ね継ぎを示す。上で説明したように、重ね継ぎは、隣り合う胴体セクション１２間を埋め、かつ、これらに接続されており、隣り合う胴体セクション１２の各々は、複数の縦通材１４とその上に重なる外板１６とから形成されている。図３には円周方向に延在する重ね継ぎの一部しか示していないが、重ね継ぎは、胴体セクション１２の内周全体の周りに延在していてもよい。図３に示すように、本実施形態の重ね継ぎは、胴体セクション１２の周りに内周方向に少なくとも部分的に延在する帯板３０を含む。帯板３０は、航空機の長手方向において規定される幅が、隣り合う胴体セクション１２の両方の一部分に差し渡しでこれらの部分の上に重なるのに十分である。帯板３０は、金属部品を利用する従来の重ね継ぎに対して、材料費、重量ならびに穴開けおよび組立て時間を削減しつつ、隣り合う胴体セクション１２の構造的結合に要する強度および安定性を提供するように、複合繊維強化ポリマーなどの複合材料から形成されていてもよい。
【００２１】
重ね継ぎはまた、帯板３０上に配置され、かつ、取り付け具３２の対向する端部が、隣り合う胴体セクション１２の上に重なるよう帯板の対向する側面を超えて長手方向に延在するように長手方向に延在する複数の取り付け具３２を含んでいる。説明的な実施形態において示すように、各取り付け具３２は、帯板３０のそれぞれ反対側を超えて延在する第１および第２の長手方向に延在するセクションを含んでいてもよい。長手方向に延在する各セクションは、今度は、それぞれの胴体セクション１２の少なくとも２本の縦通材１４の上に重なるよう構成されていてもよい。
【００２２】
説明的な実施形態において、各取り付け具３２はＨ字形である。そのようであるので、長手方向に延在する各セクションは、互いに離間し、かつ、それぞれの縦通材１４の上に重なっている第１および第２部材３４を含んでいてもよい。本実施形態の取り付け具３２はまた、第１と第２の長手方向に延在するセクション間に中間部３６を含んでいてもよい。一実施形態の中間部３６は、長手方向に延在するセクションが帯板３０の対向する側面を超えてそこから外向きに延在している状態で、帯板３０の幅の端から端まで延在している。しかしながら、取り付け具３２の中間部３６は、帯板３０に対してその他の幅を有していてもよい。そのようであるので、取り付け具３２の中間部３６は、帯板３０の幅全体の端から端まで延在している必要はない。あるいは、他の実施形態では、取り付け具３２の中間部３６は、帯板３０を超えて延在していてもよい。
【００２３】
重ね継ぎは、帯板３０の異なる円周方向に離間した部分の上に重なる複数の取り付け具３２を含んでいてもよい。複数の取り付け具３２は、帯板３０の一部が、取り付け具により覆われず、実際は、隣接した取り付け具間に露出しているか、または、見えるように円周方向において互いに離間していてもよい。そのようであるので、帯板３０は、帯板が胴体セクション１２に正しく固定されたままであることを確認するために視覚的に点検可能である。対照的に、従来の重ね継ぎのフレームは、概して、帯板が視覚的に点検できないように構成されていた。取り付け具３２はまた、帯板３０を形成しているものと同じ複合繊維強化ポリマーのような複合繊維強化ポリマーなどの複合材料から形成されていてもよい。
【００２４】
帯板３０および取り付け具３２は、帯板または取り付け具のいずれかが故障した場合にフェイルセーフ機能を達成するよう結合部の端から端まで二重または多重荷重経路を提供している。図３に示すような一実施形態において、取り付け具３２の長手方向に延在するセクションは、帯板３０上に取り付け具を配置した結果、胴体セクション１２の縦通材１４から離間しており、よって、帯板は、胴体セクションの縦通材から取り付け具を離間させる役割を果たしている。胴体セクション１２の縦通材１４に取り付け具３２をしっかりと係合させやすくするために、重ね継ぎはまた、取り付け具３２の長手方向に延在するセクションと胴体セクション１２のそれぞれの縦通材１４との間に位置する充填材３７を含むことにより、そうでなければ取り付け具の長手方向に延在するセクションと胴体セクションの縦通材との間に存在する空間を充填してもよい。取り付け具の長手方向に延在するセクションがそれぞれの充填材の上に完全に重なるように、充填材３７は、取り付け具３２の長手方向に延在するセクションと同じか、または、それより小さい形状および大きさを有していてもよいが、図３に描写するようなその他の実施形態では、充填材が胴体セクション１２に独立して接続できるよう充填材が取り付け具の長手方向に延在するセクションを超えて長手方向に延在していてもよい。充填材３７はまた、帯板３０および／または取り付け具３２を形成しているのと同じ複合繊維強化ポリマーのような複合繊維強化ポリマーなどの複合材料から形成されていてもよい。
【００２５】
重ね継ぎはまた、胴体セクション１２の少なくとも一部の周りに円周方向に延在し、かつ、胴体セクション間の帯板３０、および今度は、突合せ継手の上に重なるように概して位置しているシヤタイ３８をも含む。より詳細には、シヤタイ３８は、取り付け具がシヤタイと帯板３０との間に位置するように取り付け具３２上に据え付けられるよう位置している。取り付け具３２がＨ字形取り付け具である実施形態において、シヤタイ３８は、円周方向に互いに離間している複数の脚部４０を有するよう構成されていてもよい。シヤタイ３８の脚部４０は、それぞれの取り付け具３２の中間部３６上に据え付けられるような大きさおよび位置としてもよい。実際、一実施形態のＨ字形取り付け具３２は、その上でのシヤタイ３８の脚部４０の据え付けを容易にするために、取り付け具の中間部３６をさらに画定する上向きの対向する縁部４２を含む。また、Ｈ字形取り付け具３２の上向きの対向する縁部４２は、縦通材１４が結合部の各々の側で終わるので、結合部の端から端までの曲げの連続性を提供してもよい。図３に示すように、本実施形態のシヤタイ３８は、隣り合う脚部４０間に開口またはネズミ穴２６を画定することにより、取り付け具３２を円周方向に離間させる役割を果たし、今度は結果として、隣接した取り付け具間における帯板３０の一部の露出または可視性が生じる。脚部４０に加えて、シヤタイ３８は、脚部から半径方向内向きに延在する部分４１を含む。
【００２６】
シヤタイ３８は、さまざまな材料から形成されていてもよい。例えば、シヤタイ３８は、帯板３０および／または取り付け具３２を形成可能なものと同じ複合繊維強化ポリマーのような複合繊維強化ポリマーなどの複合材料から形成してもよい。あるいは、シヤタイ３８は、アルミニウムまたはチタンなどの金属または他の材料から形成してもよい。
【００２７】
一実施形態の重ね継ぎはまた、内側コード４４と、シヤタイ３８に接続され、かつ、その機内側にあるウェブ４６とを含む。説明的な実施形態において、ウェブ４６は、シヤタイ３８に、とりわけ、シヤタイの半径方向内向きに延在する部分４１に複数の締結具などにより接続されており、かつ、シヤタイから半径方向内向きに延在している。内側コード４４は、ウェブ４６に一体化しているか、そうでなければ接続されていてもよく、かつ、図３に示すもののような一実施形態の内側コードおよびウェブがＴ字形断面を有するような長手方向に延在する部分を含んでいてもよい。内側コード４４およびウェブ４６は、胴体セクション１２の周りに円周方向に少なくとも部分的に延在しており、かつ、重ね継ぎにさらなる強度および安定性を追加する役割を果たしている。内側コード４４およびウェブ４６は、さまざまな材料から形成可能であるが、一実施形態ではチタンなどの金属から形成されている。
【００２８】
重ね継ぎはまた、重ね継ぎの構成部品を互いに、かつ、胴体セクション１２に結合する複数の締結具を含んでいる。実例として、図４は、重ね継ぎを胴体セクション１２に接続するために締結具を設置可能なパターンの一例を描写しており、ここで、各締結具の箇所が点で示されている。示されているように、締結具は、帯板３０、シヤタイの脚部４０などのシヤタイ３８、取り付け具の中間部３６と長手方向に延在するセクションとの両方などの取り付け具３２、および、充填材３７を貫通して延在していてもよく、これにより、これらの構成部品を互いに、かつ、胴体セクション１２に接続している。複数の締結具を設置するためには、重ね継ぎのさまざまな構成部品に穴開けなどにより複数の穴を形成して、それぞれの締結具を収容せねばならない。ある数の穴、かつ一実施形態では、大多数の穴が、複合繊維強化ポリマー材料などの複合材料から形成されている、帯板３０、取り付け具３２、充填材３７および任意選択のシヤタイ３８といった構成部品を貫通して穴開けなどにより形成されるので、該穴は、チタン製構成部品を貫通する同等の穴の形成より迅速かつ効率的に穴開けなどにより形成可能である。また、本開示の実施形態に係る重ね継ぎの複合構成部品を貫通して穴開けなどにより形成される穴は、同等の金属またはチタン製構成部品を貫通する穴開けなどにより形成される同等の穴よりもさらに効率的かつ経済的に形成可能である。というのも、重ね継ぎの構成部品は分離およびバリ取りの必要がないからである。
【００２９】
図２に示すような従来の重ね継ぎは、金属製重ね継ぎ部品に対する疲労効果の影響を最小限にするためのより大きい締め付け力を得るために、インコネル（Ｒ）またはその他の鋼鉄製締結具を含んでいることがある。同様に、本開示の実施形態の重ね継ぎの締結具は、インコネル（Ｒ）材料のようなオーステナイト系のニッケルクロムを主成分とする超合金から形成されていてもよい。ただし、締結具は、その他さまざまな材料から形成されていてもよい。締結具が貫通して延在しているすべてではなくともある数の構成部品は、複合材料から形成されており、いずれにしても、チタンから形成されてはいないので、一実施形態の重ね継ぎは、同等のインコネル（Ｒ）製締結具より概して安価かつ軽量のチタン製締結具を含んでもよく、これにより、一実施形態の重ね継ぎに付随するコストをさらに削減できる。一実施形態の重ね継ぎはまた、インコネル（Ｒ）またはその他の鋼鉄製締結具と対照的にチタン製締結具を含んでいてもよい。というのも、重ね継ぎを含むものなどの複合構成部品は、同等の金属部品と同じほどには疲労荷重に影響されやすくはなく、その結果、複合構成部品は概して、インコネル（Ｒ）またはその他の鋼鉄製締結具を利用する金属部品が要する高度な締め付け力を必要としないからである。
【００３０】
シヤタイ３８ならびに内側コード４４およびウェブ４６は、多様な手法で構成可能である。図３に示すように、シヤタイ３８は、円周方向に離間している複数の脚部４０と、ウェブ４６および内側コード４４が取り付けられている半径方向内向きに延在する部分４１とを含む。図５ａに示すように、本実施形態のシヤタイ３８ならびに付随する内側コード４４およびウェブ４６はまた、ウェブおよび／またはシヤタイの半径方向内向きに延在する部分４１に取り付けられている追加の脚部４８を含んでいてもよく、該追加の脚部は、シヤタイの脚部４０から反対側の長手方向に延在している。追加の脚部４８を取り付け具３２にまた接続することにより、シヤタイ３８、ウェブ４６および内側コード４４は、重ね継ぎの取り付け具および帯板３０によりしっかりと取り付け可能である。図５ａに示すように、追加の脚部４８は、シヤタイ３８の内向きに延在する部分４１のみに接触するよう半径方向内向きに延在する比較的短い部分か、シヤタイの半径方向内向きに延在する部分とウェブ４６の少なくとも一部との両方に接触するよう半径方向内向きに延在するより長い部分のいずれかを有していてもよい。追加の脚部４８は、複合繊維強化材料などの複合材料またはチタンなどの金属を含むさまざまな材料から形成されていてもよい。
【００３１】
シヤタイ３８、ウェブ４６および内側コード４４が一体化されている図５ｂにおいて別の実施形態を描写する。本実施形態において、シヤタイ３８、ウェブ４６および内側コード４４は、背中合わせに互いに隣り合って位置している一対のＣ字形溝形材から形成されている。Ｃ字形溝形材は、複数の締結具などにより互いに締結されていてもよい。また、Ｃ字形溝形材は、複合繊維強化ポリマーなどの複合材料を含むさまざまな材料から形成されていてもよい。
【００３２】
図５ｃにおいて、別の実施形態のシヤタイ３８を描写する。示されているように、シヤタイ３８は、その間にウェブを挟むようウェブ４６のそれぞれ反対側に位置している２つの部分を含む。各部分は、円周方向に離間している複数の脚部４０と、ウェブ４６に沿って延在している半径方向内向きに延在する部分４１とを含む。前に述べたように、シヤタイ３８は、複合繊維強化ポリマーなどの複合材料またはチタンなどの金属を含むさまざまな材料から形成されていてもよい。
【００３３】
図５ｄおよび図５ｅにおいてそれぞれ反対側からシヤタイ３８のさらなる実施形態を示す。本実施形態において、強度および安定性を増大させるために、円周方向に離間している複数の脚部４０と、シヤタイに取り付けられている複数の追加の脚部４８とを含む、図３の実施形態で示したものと同様のシヤタイ３８が設けられている。本実施形態のウェブ４６および内側コード４４は、シヤタイ３８の半径方向内向きに延在する部分４１のそれぞれ反対側に位置し、かつ、これに複数の締結具などにより接続されている２つのＬ字形セクションを含む。示されているように、Ｌ字形ウェブおよび内側コードのセクションは、内側コードが、長手方向に対向する方向に延在している一対の内側コードのセクションにより画定されるように背中合わせに位置している。ウェブ４６および内側コード４４は、複合繊維強化ポリマーなどの複合材料またはチタンなどの金属を含むさまざまな材料から形成されていてもよい。
【００３４】
さらに、図５ｆおよび図５ｇは、シヤタイ３８が複数の別個のセクションから形成されている代替の実施形態のそれぞれ反対側を示しており、ここで、複数の別個のセクションの各々は、脚部４０および半径方向内向きに延在する部分４１を有している。本実施形態において、シヤタイ３８の別個のセクションは、ウェブ４６のそれぞれ反対側に２つずつ位置していてもよく、その結果、シヤタイセクションの対が図５ｆおよび図５ｇに示す手法で複数の締結具などによりウェブに接続される。前述のように、本実施形態のシヤタイセクションは、複合繊維強化ポリマーなどの複合材料またはチタンなどの金属を含むさまざまな材料から形成されていてもよい。
【００３５】
図５ｈおよび図５ｉにおいてそれぞれ反対側から、さらに別の実施形態のシヤタイ３８を示す。本実施形態において、シヤタイ３８の半径方向内向きに延在する部分４１は、ウェブ４６および内側コード４４の少なくとも一部と一体化され、かつ、これを画定している。ただし、説明的な実施形態において、ウェブ４６および内側コード４４はまた、シヤタイ３８の半径方向内向きに延在する部分４１に取り付けられているＬ字形溝形材により部分的に画定されてもよい。また、シヤタイ３８は、上で説明したように、シヤタイの半径方向内向きに延在する部分４１に取り付けられている追加の脚部４８を含んでいてもよい。他の実施形態とともに上で説明したように、シヤタイ３８、追加の脚部４８および／またはＬ字形溝形材は、例えば、複合繊維強化材料などの複合材料またはチタンなどの金属を含むさまざまな材料から形成されていてもよい。
【００３６】
実施形態に関わらず、シヤタイ３８は、胴体セクション１２の周りに円周方向に少なくとも部分的に延在しており、かつ、帯板３０の上に重なっている。しかしながら、シヤタイ３８は、取り付け具３２上に据え付けられているので、帯板３０から離間している。取り付け具３２により帯板３０からシヤタイ３８を分離することにより、シヤタイが依然としてチタンなどの金属から形成されている場合も、取り付け具および帯板が内部により経済的に穴を形成できるようにする複合材料から形成されていてもよいように、いくつかの実施形態においては、シヤタイが取り付け具および帯板とは異なる材料から形成されていてもよい。
【００３７】
図６に示すように、一対の隣り合う胴体セクション１２といった一対の構造物を結合する方法も提供する。動作５０において示すように、該方法はまず始めに、胴体セクション間の突合せ継手の端から端までを埋めるように胴体セクション１２上に帯板３０を位置付ける。次いで、取り付け具の第１および第２の長手方向に延在するセクションが帯板のそれぞれ反対側を超えて延在するように、帯板３０上に１つ以上の取り付け具３２を位置付けてもよい。動作５２を参照のこと。これに関して、取り付け具３２の位置付けは、長手方向に延在する各セクションがそれぞれの胴体セクション１２の少なくとも２本の縦通材１４の上に重なるように取り付け具を位置付けることを含んでいてもよい。これに関して、一実施形態の方法はまた、取り付け具３２の第１および第２の長手方向に延在するセクションとそれぞれの胴体セクション１２の縦通材１４との間にそれぞれ第１および第２の充填材３７を位置付けることを含んでいてもよい。動作５４を参照のこと。充填材３７は、帯板３０上への取り付け具３２の位置付けの前に、または、帯板上への取り付け具の位置付けに続いて位置付けてもよい。その後、取り付け具３２上にシヤタイ３８を位置付けてもよく、シヤタイ３８、取り付け具、帯板３０および胴体セクション１２を複数の締結具により接続してもよい。動作５６および動作５８を参照のこと。上で説明したように、一実施形態の帯板３０および取り付け具３２は、シヤタイ３８、取り付け具および胴体セクション１２がチタンなどの金属から形成される複数の締結具により接続可能なように、複合材料から形成されてもよい。一実施形態において、該方法はまた、内側コードから延在し、かつ、シヤタイに接続されているウェブ４６によるなどして内側コード４４をシヤタイ３８に接続することを含む。
【００３８】
上で説明したように、一実施形態のシヤタイ３８は、互いに離間されている複数の脚部４０を含んでいてもよい。本実施形態において、取り付け具３２の位置付けは、隣接した取り付け具の間から帯板の一部が見えるように離間させて帯板３０上に複数の取り付け具を位置付けることを含んでいてもよい。これに加えて、本実施形態に係る取り付け具３２上へのシヤタイ３８の位置付けは、シヤタイの各脚部４０がそれぞれの取り付け具の中間部３６上に据え付けられるように複数の取り付け具上へシヤタイを位置付けることを含んでいてもよい。
【００３９】
上で説明したように、本開示の実施形態の重ね継ぎは、胴体１０などの結果として得られる構造物に十分な強度および安定性を与えつつ、より経済的な材料から形成してもよい。例えば、重ね継ぎは、チタンまたはその他の構成部品と比較して経済的でありながら、強度および安定性を提供する複合材料から形成されているある数の構成部品を含んでいてもよい。また、重ね継ぎは、チタン製構成部品のような金属における穴の穴開けおよびバリ取りとは対照的に、複合材料から形成される構成部品を貫通して締結具を収容するある数の穴を開けることを許すことなどにより、効率的にしたがって経済的に重ね継ぎを設置しやすくするような手法で提供可能である。
【００４０】
ここに記載されている本開示の多くの修正およびその他の実施形態は、前述の説明および付随する図面において提示された教示の恩恵を受けて、これらの実施形態が属する技術分野における当業者が想到するだろう。したがって、本開示は開示されている特定の実施形態に限定されるものではないこと、および、修正およびその他の実施形態は添付の請求項の範囲内に含まれるよう意図されていることは理解されるべきである。ここで特定の用語が使用されているが、それらは、包括的かつ記述的意味においてのみ用いられており、限定を目的として用いられているのではない。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図５ｆ】
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【図５ｇ】
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【図５ｈ】
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【図５ｉ】
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【図６】
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