(57)【要約】複数の金属層とこれら金属層の間に位置するプラスチック結合層とからなる積層物は、ほぼ連続的に延びる２つの外部金属層と少なくとも１つの内部金属層とを有している。内部金属層の少なくとも１つは、少なくとも１つの開口部を有し、この開口部の位置でこの他の金属層とプラスチック結合層とが薄い厚さの束の形式に互いに取着されている。この積層物の比較的厚い部分は、力の移動のために用いることができる。
2007521159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ連続に延びている２つの外部金属層（１、３）と、少なくとも１つの内部金属層（２、９）とを有する、複数の金属層（１、２、３、９）と、これら金属層（１、２、３、９）の間に位置しているプラスチック結合層（４、５、６）とからなる積層物において、前記内部金属層（９）の少なくとも１つは、少なくとも１つの開口部（１０）を有し、また、この開口部（１０）の位置で、この他の金属層（１、２、３）とプラスチック結合層（４、５、６）とは、比較的薄い厚さの束の形に互いに取着されていることを特徴とする積層物。
【請求項２】
前記少なくとも１つの開口部（１０）は、周辺方向で閉じられている請求項１に係る積層物。
【請求項３】
前記開口部（１０）の全表面積は、開口部が設けられている金属層（９）の残りの部分（１３）の表面積と同じオーダーの大きさである前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項４】
前記開口部（１０）の全表面積は、開口部が設けられている前記金属層（９）の残りの部分（１３）の表面積より大きい前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項５】
開口部（１０）が設けられている前記金属層（９）は、プラスチック結合層の間に位置している前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項６】
前記開口部（１０）が設けられている前記金属層（９）は、両側がプラスチック結合層（５、６）に取着され、これらプラスチック結合層（５、６）は、前記開口部（１０）の位置で中断されずに連続し、その位置で互いに取着されている請求項５に係る積層物。
【請求項７】
プラスチック結合層（５、６）の少なくとも１つは、繊維強化されている前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項８】
開口部（１０）が設けられている前記金属層（９）は、一方の側で繊維強化プラスチック結合層に取着され、もう一方の側でさらなる金属層（２）に繊維強化されていない結合層（１４）により取着されている請求項５乃至７のいずれか１に係る積層物。
【請求項９】
前記開口部（１０）の位置で、開口部が設けられている前記金属層（９）に取着されている前記繊維強化プラスチック結合層（６）は、さらなる金属層（２）に取着されている請求項８に係る積層物。
【請求項１０】
複数の内部金属層が設けられ、これら内部金属層のうち少なくとも２つは、少なくとも１つの開口部を有し、また、異なる金属層の開口部は、互いを少なくとも部分的に覆っている前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項１１】
前記開口部は、互いに一列に整列し、共に階段状の狭い部分を形成している請求項１０に係る積層物。
【請求項１２】
開口部が設けられている前記金属層（９）は、枠組み（１３）を形成する前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項１３】
少なくとも１つの開口部が設けられている金属層の少なくとも１つは、互いに接続されている金属層部分を有している前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項１４】
金属層の厚さは、１．５ｍｍ未満である前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項１５】
金属層の厚さは、０．１ｍｍと０．８ｍｍとの間にある前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項１６】
プラスチック結合層は、炭素、アラミド又はガラスの繊維を有している前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【請求項１７】
前記金属層は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｃ並びに／もしくはこれら金属の合金を有している前記全ての請求項のいずれか１に係る積層物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ほぼ連続して延びる２つの外部の金属層と少なくとも１つの内部の金属層とを有する、複数の金属層とこれら金属層との間に位置するプラスチックの結合層とからなる積層物に関する。このような積層物は、既知であり、様々な目的のために用いられるパネルで用いられている。特に、航空機産業と宇宙旅行産業とにおいて使用される極めて堅く、強い、軽量のパネルであり得る。このようなパネルは、ボートと車両と容器などのような他の領域にも用いられることができる。
【背景技術】
【０００２】
積層物の有利な特性の結果として、前記パネルは、極めて厚さが薄くなり得る一方、固さと強さとに関する必要条件は、まだ満たしている。このことは、特に航空機産業と宇宙旅行産業とにおいて大きな利点となっている。それにもかかわらず、このようなパネルは、また、まさに薄い厚さのために複数の不利な点を有している。これら不利な点は、前記パネルが、枠、芯（stiffener）などのような他の構造部分に固定されている時に特に、現れる。このような固定が行われている位置で力の移動が生じ、この力の移動は、特にリベット又はボルトが用いられる固定方法の場合に応力集中を引き起こし得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
薄い積層物は、このような応力集中を限られた程度にしか吸収できない。したがって、本発明の目的は、比較的軽い重さと良好な機械的な特性のような他の有利な点が、実質的に不都合に影響を受けることなく、枠などに局所的に接続する時に良好な振る舞いを示す上述のタイプの積層物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、少なくとも１つの内部の金属層は、少なくとも１つの開口部を有しており、この開口部の位置でこの他の金属層とプラスチックの結合層とが、比較的薄い厚さの束（packet）の形式に互いに取着されているという事実により達成される。
【０００５】
開口部を有する金属層は、積層物の中に局所的に厚い部分を形成し、予定されていた構成の中で接続がなされるまさにその点で厚い部分を形成することが好ましい。この厚い部分は、例えば、上で説明したように、枠又は芯がパネルに固定される必要がある点においてであり得る。積層物の比較的に厚い局所的な厚さは、そこで比較的大きい応力集中をもたらし、リベットなどの列から積層物のほかの比較的薄い部分の中へと次第に力が移動していくことをもたらす。
【０００６】
関連する金属層の開口部は、最終的な構成に依存して多くの様々なタイプであり得る。特に、この開口部は、周方向には閉じられ得る。
【０００７】
この開口部の全表面積は、開口部を設けられている金属層の残りの部分の表面積と同じオーダーの大きさであり得る。さらに、開口部の全表面積は、開口部を設けられている金属層の残りの部分の表面積よりも大きくなり得る。
【０００８】
本発明に係る積層物は、様々な方法で構成することができる。開口部を設けられている金属層は、繊維強化されているか、又は、繊維強化されていない結合層の間に位置していることが好ましい。第１の可能性によれば、開口部を設けられた層は、繊維強化プラスチックの結合層のいずれの側にも取着することができ、この繊維強化プラスチックの結合層は、前記開口部の所で中断されることなく連続しており、その場所で互いに取着されている。
【０００９】
他の実施の形態においては、開口部を設けられた層は、繊維強化プラスチックの結合層の一方の側に取着することができ、もう一方の側では、繊維強化されていない結合層によりさらなる金属層に取着することができる。開口部の所で、開口部を設けられた金属層に取着されている繊維強化プラスチックの結合層は、前記さらなる金属層に取着されている。
【００１０】
金属層の厚さは、１．５ｍｍ未満であることが好ましく、０．１ｍｍと０．８ｍｍとの間にあることが好ましい。前記プラスチック結合層は、炭素、アラミド又はガラスを含んでいる繊維を有しうる。前記金属層は、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｃ並びに／もしくはこれらの金属の合金を有しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、以下で図に示されている多くの例示的な実施の形態を参照して極めて詳細に説明される。
【００１２】
図１に示されている積層物は、いくつかの連続した金属層１、２、３と、また、いくつかの連続した繊維強化プラスチック結合層４、５、６とからなっている。図示されている例示的な実施の形態においては、前記繊維強化プラスチック結合層４、５、６は、各々繊維が所望の方向に向いている２つの繊維層７、８からなっている。
【００１３】
本発明に係われば、中に開口部１０があるさらなる金属層９が、前記金属層２と金属層３との間に設けられている。この開口部１０の所で、前記繊維強化プラスチック結合層５、６は、互いに取着されている。開口部の残りの領域は、接着剤１１で満たされている。
【００１４】
図１の断面図と図３の斜視図とで見ることができるように、金属層９の前記開口部１０の所では、くぼんだ部分１２がパネルの中に形成されており、比較的厚い縁領域１３により囲まれている。これら縁領域１３は、例えば、枠と、芯などに対する固定領域として振舞うのに適している。これら枠と、芯などが積層物に固定されるのに用いられるボルト又はリベットは、応力集中が許容レベルに制限されたままになるように、比較的厚い縁領域１３で支持されている。前記くぼんだ領域１２は、積層物から構成されているパネルの残りの部分を形成し、普通の乱されていないせん断応力と、問題としている構成で起こっているタイプの引張り応力及び曲げ応力を受けるように設計されている。
【００１５】
このことは、一方で、前記くぼんだ部分１２のおかげでパネルが比較的軽い重さになるという有利な点を生じるが、他方で、パネルは、図３に示されているように、厚くされている縁領域１３の位置で他の構成部分に固定されるのに依然として適している。
【００１６】
図２の変形例では、積層物は、同様に、３つの連続した金属層１、２、３で構成されている。さらに、２つの連続した繊維強化プラスチック結合層４、６がある。この場合、開口部１０を設けられている金属層９は、繊維強化を伴っていない不連続な接着層１４により金属層２に取着されている。繊維強化プラスチック結合層６は、前記開口部１０の位置でこの下に位置している前記金属層２に取着されている。
【００１７】
図３の変形例にほとんど同一である図４の変形例では、開口部１０が設けられている金属層９は、繊維強化を伴っていない連続的な接着層１４により前記金属層２に取着されている。この場合、繊維強化プラスチック結合層１５は、前記開口部１０の位置で不連続になっている。
【００１８】
本発明が、これら変形例に限定されないという事実は、図５乃至１２に示されているさらなる徹底的ではない（non-exhaustive）可能性にから明らかである。これら図では、図１及び図２の実施の形態の層に対応する層は、同じ参照符号により示されている。図５は、不連続な金属層９だけではなく、さらなる不連続な金属層９’も示している。後者の開口部は、くぼんだ部分１２の位置で階段状に互いに一列に並んでいる。追加的な金属層９’と中断されている繊維強化結合層１５とを別にすると、この変形例は、図２の変形例と同一である。
【００１９】
図６の変形例は、追加の中断された金属層９’と２つの中断された繊維強化結合層１５、１５’とを有している。
【００２０】
図７の変形例の場合には、図６の変形例と違って、繊維層１５、１５’は、それぞれより下に位置している繊維層６、１５まで連続されていない。
【００２１】
図８の変形例の場合には、外側の金属層３は、繊維強化プラスチック層６に前記くぼんだ部分１２のレベルで取着され、繊維強化プラスチック層１５に小さな部分に沿って取着されている。この外側の金属層３と第２の中断された金属層９’との間の接続は、繊維強化を伴わない接着層１４の形式である。
【００２２】
図９の変形例の場合にも、繊維強化を伴わない接着層が存在する。すなわち、２つの中断された金属層９、９’の間に存在する。
【００２３】
図１０の変形例では、連続している金属層９と、中断されている金属層９と、中断されている金属層９’とは、全て繊維強化を伴わない接着層１４、１４’により互いに固定されている。
【００２４】
図１１では、連続した金属層２が、中断された金属層９、９’を分割している。
【００２５】
図１２は、この場合では、繊維強化プラスチック接着層１５が、連続した金属層と中断された金属層９との間に存在するという意味で、図２の変形例と、ほとんど同じである。
【００２６】
図１３ａ、図１３ｂ、図１３ｃ、図１３ｄ、図１３ｅ、図１３ｆの上面図の変形例は、持ち上がった領域１３とくぼんだ領域１２との様々なパターンを示している。
【００２７】
図１４は、多くのくぼんだ四角の部分１２を囲んでいる枠組みを備えている積層物の上面図を示している。
【００２８】
図１５の変形例は、例えば、機体の枠の位置で、又は、翼のリブの位置で、平行な複数の細長いくぼんだ領域１２を囲んでいる枠組み１３を有する積層物を示している。
【００２９】
図１６の変形例は、前記枠組み１３が、複数の部分、すなわち合わせ目２３の位置で互いに近接して置かれている２つの最も外側の部分２１、２２と、各々合わせ目２５、２６の位置でそれぞれ枠組みの部分２１、２２に対して置かれている複数のストリップ２４、から構成することができることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】積層物の第１の実施の形態を通した断面を示している。
【図２】第２の実施の形態を通した断面を示している
【図３】本発明に係る積層物から構成されたパネルの斜視図である。
【図４】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図５】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図６】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図７】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図８】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図９】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図１０】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図１１】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図１２】積層物のさらなる実施の形態を示している。
【図１３ａ】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１３ｂ】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１３ｃ】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１３ｄ】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１３ｅ】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１３ｆ】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１４】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１５】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１６】積層物のくぼんだ領域と隆起した領域とを有する様々なパターンを示している。
【図１】
2007521159.tif 000003
【図２】
2007521159.tif 000004
【図３】
2007521159.tif 000005
【図４】
2007521159.tif 000006
【図５】
2007521159.tif 000007
【図６】
2007521159.tif 000008
【図７】
2007521159.tif 000009
【図８】
2007521159.tif 000010
【図９】
2007521159.tif 000011
【図１０】
2007521159.tif 000012
【図１１】
2007521159.tif 000013
【図１２】
2007521159.tif 000014
2007521159.tif 000015
【図１４】
2007521159.tif 000016
【図１５】
2007521159.tif 000017
【図１６】
2007521159.tif 000018
【国際調査報告】
2007521159.tif 000019
2007521159.tif 000020