(57)【要約】【課題】複合材料の使用に特に適した、航空機用の加圧床の代替物を提供する。【解決手段】上部フランジ（２）、垂直ウェブ（３）と下部フランジ（４）とから成る梁（１）を具備する航空機用の加圧床に関するものであり、下部フランジ（４）は、湾曲加圧膜（９）を支えるための支持面を有する垂直ウェブ（３）の両側に配置された二つの傾斜脚（７、８）を具備しており、梁（１）が複合材料製であり、前記下部フランジ（４）が閉鎖区域を有するよう、二つの傾斜脚（７、８）を接続する連結要素（１０）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の梁（１、２０、３０）と湾曲加圧膜（９）とから成る航空機用の加圧床であり、
梁のそれぞれは、上部フランジ（２）と、垂直ウェブ（３、２１、３１）と、下部フランジ（４、２２、３２）とから成っており、
下部フランジは、垂直ウェブの両側に配置され、湾曲加圧膜がその上に固定される支持面（１４、１５）を有する二つの傾斜脚（７、８、２３、２４、３４、３５）を具備し、
梁が、複合材料製であり、
かつ、梁の下部フランジが、閉鎖区域を有するよう、二つの傾斜脚を接続する連結要素（１０、２５、３３）を備えることを特徴とする、航空機用の加圧床。
【請求項２】
連結要素は、水平面を備えており、前記水平面の相対する二つの縁は、閉鎖区域が三角形を形成するよう、それぞれ傾斜脚の下端と一体になっていることを特徴とする、請求項１に記載の床。
【請求項３】
連結要素が、二つの傾斜面（３６、３７）を備え、
それぞれの傾斜面の連結縁は、傾斜脚の下端と一体になっており、
閉鎖区域が菱形を形成するよう、二つの傾斜面が、連結縁と相対するその収束する縁によって互いに一体になっていることを特徴とする、請求項１に記載の床。
【請求項４】
垂直ウェブが、閉鎖区域を横断することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の床。
【請求項５】
閉鎖区域が、中空であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つに記載の床。
【請求項６】
下部フランジが、閉鎖区域の内部空間に収納されるリブ（４４）を備えることを特徴とする、請求項５に記載の床。
【請求項７】
リブの外周が、閉鎖区域の内周と一致することを特徴とする、請求項６に記載の床。
【請求項８】
リブの外周が、支持面と連結要素の連結縁の内周と一致することを特徴とする、請求項６に記載の床。
【請求項９】
リブが、複合材料製であることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一つに記載の床。
【請求項１０】
連結要素が、閉鎖区域の内部空間に開通する、少なくとも一つの貫通孔（１３）を備えていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一つに記載の床。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機用の加圧床に関するものである。
より詳細には、本発明は前記床の湾曲膜を支えるための、加圧床用の梁の下部フランジに関するものである。
【０００２】
本発明による加圧床用の梁は、航空機の製造、より詳細には、翼面中央ケーソンの真後ろに位置する主駆動装置収納部を具備する航空機の部分の製造の分野に適用されるものである。
実際、航空機のこの部分における床用の梁は、一方では、その上に乗客用の座席のレールが設置されている客室床を上面で支えるために、そして他方では、下面において、航空機の外部と内部との間の気密性を確保するために、特殊な形状を有している。
【背景技術】
【０００３】
現在、主駆動装置収納部を備える航空機の部分には、加圧床は航空機の軸に対して長手方向に、そして互いに対して平行に配置された一連の金属梁が備えられている。
それぞれの梁は、座席レールを支える上部フランジと、客室床の気密性を確保する湾曲膜を支える下部フランジを備えている。
垂直ウェブは、上部フランジと下部フランジとを接続する。
下部フランジは、上部フランジに向けられた面において湾曲膜の曲線に接する支持面を提供する逆Ｖ字型を形成するようにして、垂直ウェブの両側に配置された二本の傾斜脚を具備している。
【０００４】
飛行中、下部フランジの傾斜脚は、展開応力を受ける。
展開応力とは、梁を平坦化する応力、すなわち垂直ウェブの延長へと傾斜脚を付勢させる圧縮応力と、水平方向に脚を広げるために脚を互いに離隔させる、引離し応力を意味する。
したがって、二つの傾斜脚と垂直ウェブの間の結合継手は、加圧床用の梁のとくに脆弱な区域である。
【０００５】
現在、航空機の分野で、特に航空機の総重量を減らすために、機体製造に関与するすべてまたは一部の部品を製造するのに複合材料を用いようとしている。
しかしながら、現在、複合材料でこのような加圧床用の梁を実現することは、考えられない。
なぜなら、このような材料は、展開応力に対する強度が弱いことが分かっているからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、複合材料の使用に特に適した、先行技術において既知の加圧床用の梁の代替物を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのため、本発明において、加圧床の湾曲膜を支える下部フランジの傾斜支持面が、下部フランジの空間を閉じるようにして中間部品によって延長された梁を具備する加圧床を実現することを提案する。
したがって、梁の下部フランジは、閉鎖構造を形成し、傾斜支持面に働く応力は、その中に閉じ込められる。
本発明による下部フランジは、閉鎖空間を画成する少なくとも三つの要素から成る。
下部フランジの形状は、傾斜支持面と垂直ウェブの間の結合継手が破損することがないように、傾斜支持面を、主に中間部品と連結する部位において、機能することを可能にする。
中間部品は、二つの傾斜支持面の運動、特に引き離し運動を制限する。
したがって、かかる形状は、複合材料の使用に特に適している。
【０００８】
本発明は、長手方向梁と湾曲加圧膜とから成る航空機用の加圧床を対象とするものであり、梁のそれぞれは、上部フランジ、垂直ウェブ、そして下部フランジとから成っており、下部フランジは垂直ウェブの両側に配置され、湾曲加圧膜がその上に固定される支持面を有する二つの傾斜脚を具備していること、そして、梁が複合材料製であり、かつ、梁の下部フランジが、前記下部フランジが閉鎖区域を有するよう、二つの傾斜脚を接続する連結要素を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明による梁は、有利には複合材料によって実現することができる。
【００１０】
本発明による梁の特定の実施態様によれば、連結要素は水平面を備えており、前記水平面の相対する二つの縁は、閉鎖区域が三角形を形成するよう、それぞれ傾斜脚の下端と一体になっている。
【００１１】
もう一つの実施態様において、連結要素は二つの傾斜面を備え、それぞれの傾斜面の連結縁は傾斜脚の下端と一体になっており、閉鎖区域が菱形を形成するよう、二つの傾斜面が連結縁と相対するその収束する縁によって互いに一体になっている。
連結要素の傾斜面および／または水平面の数を増やすことによって、五角形などの他の形状の、下部フランジの閉鎖区域を実現することも可能である。
【００１２】
有利には、垂直ウェブは、閉鎖区域を横断する。
実際、前記垂直ウェブと二つの傾斜脚の間の結合継手の、下部フランジの内部空間にまで達する、延長領域に垂直ウェブが存在することで、下部フランジの支持面にかけられている応力を少なくとも部分的に引き受けることができる。
【００１３】
好適には、閉鎖区域は中空である。
もちろん、閉鎖区域が中空でない下部フランジを実現することは可能であるが、梁や、該梁を具備する加圧床の総重量の観点から不利となる。
他方で、中空でない閉鎖区域を使用することは、下部フランジの支持面への湾曲膜の固定をより複雑なものにする可能性がある。
【００１４】
本発明による梁の特定の実施態様において、閉鎖区域の内部空間に収納されるリブを備えることも可能である。
かかるリブは、特に複合材料から実現することが可能である。
例えば、リブの外周が閉鎖区域の内周と完全に一致する。
外周が支持面と連結要素の縁の内周と部分的にしか一致しないリブを用いることも可能である。
一般的に、リブは、垂直ウェブと傾斜脚の間の結合継手の部位で特に有用である。
【００１５】
有利には、連結要素が、閉鎖区域の内部空間に開通する、少なくとも一つの貫通孔を備えている。
かかる貫通孔は、特に、下部フランジの支持面への湾曲膜の固定を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明は、付属の図面を参照して下記の説明を読むことによっていっそう明らかになるだろう。
図面は例として挙げられるものであり、本発明を限定するものではない。
【図１】本発明による梁の縦断面図である。
【図２】図１の梁の斜視図である。
【図３】加圧床用の湾曲膜によって互いに接続された、本発明による二つの梁の全体を下から見た斜視図である。
【図４Ａ】本発明による下部フランジの他の実施例の縦断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの梁の斜視図である。
【図５Ａ】本発明による下部フランジの他の実施例の縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの梁の斜視図である。
【図６Ａ】本発明による下部フランジ用のリブの実施例の斜視図である。
【図６Ｂ】本発明による下部フランジ用のリブの他の実施例の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に示されているのは、本発明による加圧床の梁である。
【００１８】
梁１は、上部フランジ２、垂直ウェブ３と下部フランジ４を具備している。
垂直ウェブ３の上端５は、上部フランジ２に接続され、垂直ウェブ３の下端６は、下部フランジ４に接続されている。
【００１９】
図２に示すように、従来の仕方で、上部フランジ２は、乗客座席レールなどのレールを支える、水平で平坦な表面を形成する。
【００２０】
垂直ウェブ３は、上部フランジ２の面に対して垂直に延長する。
【００２１】
下部フランジ４は、垂直ウェブ３の両側に配置され、前記垂直ウェブ３の下端６にそれぞれ接続されている、二つの傾斜脚７、８を備えている。
垂直ウェブの下端６は、このようにして垂直ウェブ３と下部フランジ４の間に結合継手を形成する。
【００２２】
傾斜脚７、８の形状は、従来技術の下部フランジの脚のものと同一である。
したがって、それぞれの傾斜脚７、８は、上面の、すなわち上部フランジ２に向けられた面の部位に、湾曲支持面１４、１５を有し、本発明による梁１がその一部となる加圧床の湾曲膜９がその上に載る。
【００２３】
図３に示すごとく、加圧床において、隣接する二つの梁１が、下部フランジ４の部位では湾曲膜９によって、上部フランジ２の部位では床板１０によって、互いに接続される。
【００２４】
加圧床の湾曲膜９は、引き離し応力Ｆ１と圧縮応力Ｆ２を受け、前記応力は湾曲支持面１４、１５に、したがって、下部フランジ４の傾斜脚７、８に伝達される。
【００２５】
本発明によれば、下部フランジ４は、上部フランジ２に平行に延長する水平面を形成する連結要素１０を具備している。
連結要素１０は、二つの傾斜脚７、８を接続する。
より詳細には、水平面を形成する連結要素１０の互いに向き合う二つの結合縁は、結合継手である垂直ウェブの下端６の部位にある上端と向き合う傾斜脚７、８の下端と一体化している。
連結要素１０は、先行技術においては逆Ｖ字型に開いていた、下部フランジ４の構造を閉鎖している。
下部フランジ４の縦断面は、ほぼ三角形である。
【００２６】
連結要素１０とそれぞれの傾斜脚７、８の間の結合は、アール１１、１２を形成し、それによって引き離し応力Ｆ１と圧縮応力Ｆ２が伝達され、連結要素１０の部位で閉じ込められる。
アールとは、連結部が鋭角を形成するのではなく、丸められ、折れにくいことを意味する。
このようにして、本発明による梁１は、応力Ｆ１、Ｆ２を受けたときに結合継手である垂直ウェブの下端６の部位で折れるおそれがなくなる。
湾曲支持面１４、１５は、水平面である連結要素１０に接続されるため、結合継手である垂直ウェブの下端６の運動が制限される。
【００２７】
図４Ａと４Ｂに示されているのは、本発明による加圧床の梁２０の第二の実施態様である。
【００２８】
梁２０の下部フランジ２２だけが変更される限りにおいて、垂直ウェブ２１は部分的にしか図示されず、梁２０のその他の部分は図示されていない。
【００２９】
下部フランジ２２は、それぞれが加圧床の湾曲膜９の支持面を形成する、垂直ウェブ２１の両側に配置された二つの傾斜脚２３、２４を備えている。
下部フランジ２２は、水平面を形成する連結要素２５も備えている。
先に述べたごとく、水平面を形成する連結要素２５のそれぞれの連結縁は、連結区域が、それにより応力が伝達されるアール２６、２６’を形成するように、傾斜脚２３、２４の下端に接続されている。
【００３０】
梁２０の垂直ウェブ２１は、下部フランジ２２によって形成される閉鎖区域の内部空間２９を完全に横断する垂直棒２８によって、結合継手を越えて延長している。
内部空間２９は、それぞれ傾斜脚の支持面と水平面を形成する連結要素２５によって画成される。
下部フランジ２２の三角形の区分は、結合継手２７によって形成されるその頂点から、水平面を形成する連結要素２５まで、垂直棒２８が横断している。
【００３１】
内部空間２９を二つに分割することにより、垂直棒２８は、傾斜脚２３、２４のそれぞれにかかる応力Ｆ２を減らすことができる。
応力Ｆ２は、アール２６によって一部しか受けられないため、残りの応力Ｆ２は垂直棒２８の部位で受けられる。
これによって、梁２０が受けうる圧縮応力に対する下部フランジ２２の強度が増す。
【００３２】
図５Ａと５Ｂに図示されているのは、本発明による梁３０のもう一つの実施態様である。
【００３３】
下部フランジ３２の傾斜脚３４、３５の間の連結要素３３は、二つの傾斜する平面、それぞれ傾斜面３６と傾斜面３７を備えている。
それぞれの傾斜面３６、３７は結合縁によって、反対向きの傾斜脚３４、３５の下端と一体化している。
傾斜面３６、３７と傾斜脚３４、３５との間のそれぞれの結合区域はアール３８、３９を形成し、それによって傾斜脚３４、３５の湾曲支持面に働く応力を伝達することができる。
二つの傾斜面３６、３７は、第二の結合継手４０を形成するように、相対する縁の部位で互いに接続されている。
傾斜脚３４、３５と二つの傾斜面３６、３７によって画成された、下部フランジ３２の閉鎖区域の内部空間４２はほぼ菱形である。
【００３４】
図５Ａと５Ｂに示した例において、梁３０の垂直ウェブ３１は、垂直棒４３によって、結合継手４１を越えて延長している。
垂直棒４３は、閉鎖区域３２の内部空間４２を横断する。
垂直棒４３は、第一の結合継手４１の部位で二つの傾斜脚３４、３５と、第二の結合継手４０の部位で二つの傾斜面３６、３７と一体化している。
垂直棒４３は、傾斜脚３４、３５の湾曲支持面にかかる応力の少なくとも一部を引き受けるのに適している。
【００３５】
図３、４Ｂと５Ｂに示すように、傾斜脚７、８、２３、２４、３４、３５を接続する連結要素１０、２５、３３に一つまたは複数の貫通孔１３を設けることができる。
貫通孔１３は、連結要素１０、２５、３３から、下部フランジ４、２２、３２によって形成された閉鎖区域の内部空間２９、４２に達することを可能にする。
これによって、湾曲膜９を、対応する傾斜脚と一体化している固定手段に容易に接近することができる。
他方で、貫通孔１３の数を増やすことによって、本発明による床用梁を形成する構造全体の総重量を減らすことができる。
【００３６】
下部フランジ２２、３２によって形成される閉鎖区域の内部空間２９、４２が、垂直棒２８、４３によって二つに分割される場合、下部フランジ２２、３２の二つの半内部空間内のそれぞれに開口する貫通孔１３が得られるように、有利には二列の貫通孔１３を配置する。
貫通孔１３は、有利には、湾曲膜９を、下部フランジ４、２２、３２の部位の固定点への接近を容易にするように、下部フランジの連結要素に規則的に配分される。
【００３７】
有利には、本発明による梁が複合材料で実現されている場合、傾斜脚の支持面が受ける応力の一部を引き受けるように、下部フランジによって形成された閉鎖区域の内部空間に配置されたリブを備えることが可能である。
【００３８】
図６Ａに示した実施態様において、リブ４４は三角形の区域を有する。
リブ４４の外周は、下部フランジ４の三角形の閉鎖区域の内部空間の内周に沿い、閉鎖区域の内部空間を画成する湾曲支持面１４、１５と水平面である連結要素１０の内壁と一致する。
【００３９】
水平面である連結要素１０が（図６Ａに図示されていない）貫通孔を具備しているとき、リブ４４は、有利には、内部空間への接近を可能にするように、水平面である連結要素１０の貫通孔と一致する同様の孔を具備している。
【００４０】
リブ４４が複合材料で実現されている場合、０度のファイバの量を最大限減らし、９０度および＋／−４５度に配向されたファイバを主に使用する。
なぜなら、この配向のファイバ、すなわち、梁の長手方向軸の延長を延びるファイバは、下部フランジ４が圧縮応力Ｆ２と引き離し応力Ｆ１を受けたときに機能するためのものではないためである。
このようにして、複合材料で実現された梁の傾斜脚２３、２４のファイバの間に連続するファイバを構成し、それによって二つの傾斜脚７、８の結合継手である垂直ウェブの下端６が強化される。
【００４１】
図６Ｂに示した実施態様において、リブ４４は、下部フランジ４の三角形の閉鎖区域の内周全体には沿っていない。
実際、リブ４４は、傾斜脚７、８とアール１１、１２の内壁にだけぴったりと合うプリフォームで形成されている。
プリフォームは、閉鎖区域を持たないが、それはプリフォームが水平面である連結要素１０の内壁を覆わないためである。
かかる解決法も十分な結果をもたらすが、それは結合継手である垂直ウェブの下端６とアール１１、１２が主に応力を引き受けるためである。
【００４２】
もちろん、かかるリブ４４は、図４Ａと５Ａに示した他の実施態様と同様な仕方で用いることができる。
【００４３】
本発明による梁１、２０、３０が複合材料で実現されている場合、従来の樹脂の射出または注入によって実現できる。
中空閉鎖区域は、引抜き可能または溶解するコアを用いて実現される。
好ましくは、炭素繊維が四つの方向に、すなわち０度、９０度および＋／−４５度に配向されたエポキシカーボンが用いられる。
予め含浸したファイバを用いて、本発明によるこのような梁を実現することもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１  梁
２  上部フランジ
３  垂直ウェブ
４  下部フランジ
５  垂直ウェブの上端
６  垂直ウェブの下端
７  傾斜脚
８  傾斜脚
９  湾曲膜
１０  連結要素
１１  アール
１２  アール
１３  貫通孔
１４  湾曲支持面
１５  湾曲支持面
２０  梁
２１  垂直ウェブ
２２  下部フランジ
２３  傾斜脚
２４  傾斜脚
２５  連結要素
２６  アール
２７  結合継手
２８  垂直棒
２９  内部空間
３０  梁
３１  垂直ウェブ
３２  下部フランジ
３３  連結要素
３４  傾斜脚
３５  傾斜脚
３６  傾斜面
３７  傾斜面
３８  アール
３９  アール
４０  第二の結合継手
４１  第一の結合継手
４２  内部空間
４３  垂直棒
４４  リブ
【図１】
2009537392.tif 000003
【図２】
2009537392.tif 000004
【図３】
2009537392.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2009537392.tif 000007
【図５Ａ】
2009537392.tif 000008
【図５Ｂ】
2009537392.tif 000009
【図６Ａ】
2009537392.tif 000010
【図６Ｂ】
2009537392.tif 000011
【国際調査報告】
2009537392.tif 000012
2009537392.tif 000013
2009537392.tif 000014
2009537392.tif 000015
2009537392.tif 000016
2009537392.tif 000017