(57)【要約】【課題】衝撃減衰性を有するサンドイッチ構造複合材を製造する際に、開放セルが、開放セル型コアパネルの当接端面に沿って閉塞すると、これらの閉塞セルの衝撃減衰性が低くなる。【解決手段】サンドイッチ構造複合材は、前面板及び後面板で組み付けられ、前面板及び後面板は、これらの面板の間に、第１及び第２開放セル型コアパネルを挟み込み、第１及び第２開放セル型コアパネルは、これらのパネルの嵌合端面に沿って、これらのパネルから突出する突出部が、これらのパネルに入り込む溝部に嵌合するように組み継ぎされる。２つのコアパネルのこれらの嵌合端面の間には接着性物質を全く用いていない。これらのコアパネル嵌合端面を接合させ、組み継ぎさせると、複合材の構造的能力及び衝撃吸収能力を、接着剤（フィルム、発泡剤、ペースト、ポッティング剤など）を、これらのコアパネルの嵌合端面の間に必要とすることなく、維持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ寸法及び幅寸法と、厚さと、を有する第１コアパネルであって、前記第１コアパネルが、前記第１コアパネルから突出する突出部を有する、前記第１コアパネルと、
長さ寸法及び幅寸法と、厚さと、を有する第２コアパネルであって、前記第２コアパネルが、前記第２コアパネルに入り込む溝部を有し、前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルが、前記第１コアパネルから突出する前記突出部が前記第２コアパネル内の前記溝部に入り込むように嵌合する、前記第２コアパネルと、
反対側の外面及び内面を有する前面板であって、前記前面板の内面が、前記第１嵌合コアパネル及び前記第２嵌合コアパネルに覆い被さる、前記前面板と、
反対側の外面及び内面を有する後面板であって、前記後面板の内面が、前記第１嵌合コアパネル及び前記第２嵌合コアパネルに、前記前面板とは前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルの反対側で覆い被さる、前記後面板と、
を備える、サンドイッチ構造複合材。
【請求項２】
前記前面板の内面上の接着剤層であって、前記接着剤層で、前記前面板の内面を、前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルに接着させる、前記接着剤層と、
前記後面板の内面上の接着剤層であって、前記接着剤層で、前記後面板の内面を、前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルに接着させる、前記接着剤層と、
をさらに備える、請求項１に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項３】
前記第１コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、前記第１コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部である、前記突出部と、
前記第２コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、前記第２コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部である、前記溝部と、
をさらに備える、請求項１又は２に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項４】
少なくとも１つの端面を有する前記第１コアパネルであって、前記第１コアパネル端面が、前記第１コアパネルから突出する前記突出部を有し、前記第１コアパネル端面が、前記第１コアパネルに入り込む溝部を有する、前記第１コアパネルと、
少なくとも１つの端面を有する前記第２コアパネルであって、前記第２コアパネル端面が、前記第２コアパネルに入り込む前記溝部を有し、前記第２コアパネル端面が、前記第２コアパネルから突出する突出部を有する、前記第２コアパネルと、をさらに備え、
前記第１コアパネル端面及び前記第２コアパネル端面は、前記第１コアパネルから突出する前記突出部が、前記第２コアパネル内の前記溝部に入り込み、かつ前記第２コアパネルから突出する前記突出部が、前記第１コアパネル内の前記溝部に入り込むように嵌合する、請求項１から３のいずれか一項に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項５】
前記第１コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、前記第１コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部である、前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、前記第１コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部である、前記溝部と、
前記第２コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、前記第２コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部である、前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、前記第２コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部である、前記溝部と、
をさらに備える、請求項４に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項６】
開放セルのうちの幾つかの開放セルが、前記第１コアパネル突出部を貫通する構成の開放セル型コアパネルである前記第１コアパネルと、
開放セル型コアパネルである前記第２コアパネルと、
をさらに備える、請求項４に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項７】
前記第１コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、前記第１コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部である、前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、前記第１コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部である、前記溝部と、
前記第２コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、前記第２コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部である、前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、前記第２コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部である、前記溝部と、
をさらに備える、請求項６に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項８】
前記第１コアパネルから突出し、かつ矩形形状を有する前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込み、かつ矩形形状を有する前記溝部と、
前記第２コアパネルから突出し、かつ矩形形状を有する前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込み、かつ矩形形状を有する前記溝部と、をさらに備え、
前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルは、指関節形状で嵌合する、
請求項１から７のいずれか一項に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項９】
前記第１コアパネルから突出し、かつ波形形状を有する前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込み、かつ凹形状を有する前記溝部と、
前記第２コアパネルから突出し、かつ波形形状を有する前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込み、かつ凹形状を有する前記溝部と、をさらに備え、
前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルは、正弦波形状の嵌合形状で嵌合する、
請求項１から８のいずれか一項に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項１０】
前記第１コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、あり溝形状を有する、前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、あり溝形状を有する、前記溝部と、
前記第２コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、あり溝形状を有する、前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、あり溝形状を有する、前記溝部と、をさらに備え、
前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルは、あり溝嵌合形状で嵌合する、
請求項１から９のいずれか一項に記載のサンドイッチ構造複合材。
【請求項１１】
サンドイッチ構造複合材を製造する方法であって、
反対側の外面及び内面を有する後面板を、前記内面が剥き出しになるように載置するステップと、
第１開放セル型コアパネルを、前記後面板の内面に載置するステップであって、前記第１コアパネルが端面を有し、前記第１コアパネル端面が、前記第１コアパネルから突出する突出部を有し、前記第１コアパネル端面が、前記第１コアパネルに入り込む溝部を有する、前記第１開放セル型コアパネルを載置するステップと、
第２開放セル型コアパネルを、前記後面板の内面に載置するステップであって、前記第２コアパネルが端面を有し、前記第２コアパネル端面が、前記第２コアパネルから突出する突出部を有し、前記第２コアパネル端面が、前記第２コアパネルに入り込む溝部を有する、前記第２開放セル型コアパネルを載置するステップと、
前記第１コアパネル端面及び前記第２コアパネル端面を、前記第１コアパネルから突出する前記突出部が、前記第２コアパネル内の前記溝部に入り込み、かつ前記第２コアパネルから突出する前記突出部が、前記第１コアパネル内の前記溝部に入り込むように嵌合させるステップと、
反対側の外面及び内面を有する前面板を、前記前面板の前記内面が、前記第１及び第２嵌合コアパネルに、前記後面板とは、前記第１及び第２嵌合コアパネルの反対側で覆い被さるように載置するステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記第１コアパネル端面及び前記第２コアパネル端面を、前記第１嵌合コアパネル端面と前記第２嵌合コアパネル端面との間に接着性物質が介在しないように嵌合させるステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
接着剤層を前記後面板の内面に、前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルを前記後面板の内面に載置する前に塗布するステップと、
接着剤層を前記前面板の内面に、前記前面板の内面を前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルの上に載置する前に塗布するステップと、
をさらに含む、請求項１１及び１２に記載の方法。
【請求項１４】
更に、
前記第１コアパネルから突出する前記突出部を、前記第１コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部とし、前記第１コアパネルに入り込む前記溝部を、前記第１コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部とするステップと、
前記第２コアパネルから突出する前記突出部を、前記第２コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部とし、前記第２コアパネルに入り込む前記溝部を、前記第２コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部とするステップと、
前記第１コアパネル端面及び前記第２コアパネル端面を、前記第１コアパネルから突出する前記複数の突出部が、前記第２コアパネル内の前記複数の溝部に入り込み、かつ前記第２コアパネルから突出する前記複数の突出部が、前記第１コアパネル内の前記複数の溝部に入り込むように嵌合させるステップと、
をさらに含む、請求項１１から１３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】
本開示は、サンドイッチ構造複合材及びサンドイッチ構造複合材の製造方法に関する。複合材は、前面板と後面板との間に第１及び第２コアパネルを挟む前面板及び後面板により構成される。
【背景技術】
【０００２】
サンドイッチ構造複合材は通常、剛性薄板により形成され、これらの剛性薄板は、開放セル型コアパネルの両面に取り付けられる。接着剤層で通常、２つの板をコアパネルの両面に接着させる。
【０００３】
サンドイッチ構造複合材の組み付けに使用されるこれらの開放セル型コアパネルは、大型サンドイッチ構造複合材を組み付けるときに端部同士又は端面同士を接合させる必要があるサイズ、形状、及び種類となるように製造される。対向するパネル端面は通常、接着剤により、例えば発泡接着剤により組み継ぎされるか、又は継ぎ合わされ、この発泡接着剤は、対向する端面の間に塗布され、開放セルにこれらの端面に沿って充填され、そしてこれらの端面を固定合体させる。２つのパネルの端面の間に注入される構造接着剤を用いるこの接合法、組み継ぎ法、又は継ぎ合わせ法は、サンドイッチ構造複合材の構造的能力、耐衝撃性、コスト、及び製造性に影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サンドイッチ構造複合材を製造する現在の方法では、これらのパネルの対向する端面で組み継ぎされる、継ぎ合わされる、かつ／又は接合される２つ以上の開放セル型コアパネルは、互いに対して組み付け作業中に移動して、構造複合材に対応するこれらのパネルの所望の相対位置から離れた位置に達してしまう。更に、接着剤を、２つの隣接する開放セル型コアパネルのこれらの当接端面の間に塗布すると、これらの当接端面に沿った安定性又は規則性が欠落してしまい、接着剤ボイドが残って、これらの当接端面の間の接合部の完全性を低下させる。これらの当接パネル端面の位置決め、及びこれらの当接端面の間への接着剤の塗布は、これらの開放セル型コアパネルに関する正確なハンドリング及び位置決め、及び接着剤の正確な塗布を必要とすることにより、構造複合材の製造時間を長くし、製造コストを増やしてしまう。接着剤のコストが更に、サンドイッチ構造複合材の総合コストに付加される。これらの開放セル型コアパネルの当接端面の間に塗布される接着剤はまた、これらの当接端面から離れる方向に、接着剤硬化プロセス中に移動してしまうので、接着剤接合強度が低下する。衝撃減衰性を有するサンドイッチ構造複合材を製造する際に、開放セルが、これらの開放セル型コアパネルのこれらの当接端面に沿って閉塞すると、これらの閉塞セルの衝撃減衰性が低くなる。サンドイッチ構造複合材が完成した後、完成した複合材を、接着剤をこれらのコアパネルの当接端面の間に塗布しているときに生じる可能性のある欠陥について、又は接着剤の硬化プロセス中に生じた欠陥について検査することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示によるサンドイッチ構造複合材及びサンドイッチ構造複合材の組み付け方法は、複合材の製造に際して、２つ以上の隣接する開放セル型コアパネルの当接端面を接合して合体させる接着剤の必要をなくすことができるという点で極めて優れている。サンドイッチ構造複合材中の接着剤をなくして、衝撃吸収コアパネル組み継ぎ構造及び方法を提供する。接着剤（フィルム、発泡剤、ペースト、ポッティング剤など）をサンドイッチ構造複合材製造に際してなくすことにより、複合材における衝撃吸収能力低下の主原因を取り除くことができ、この衝撃吸収能力低下は、コアパネル衝撃吸収機能部（開放セル）が接着剤で閉塞することによる。接着剤がなくなり、かつ接着剤を複合材の製造に際して塗布するために要する時間がなくなるので、サンドイッチ構造複合材の製造コストを低減することができ、そして製造効率を高めることができる。
【０００６】
本開示のサンドイッチ構造複合材は基本的に、第１開放セル型コアパネル、第２開放セル型コアパネル、前面板（平板又は非平板）、及び後面板（平板又は非平板）により構成される。これらの基本的な構成部品は、サンドイッチ構造複合材の製造に際して通常用いられる材料により製造され、これらの材料は、複合材の所望の目的のサンドイッチ構造複合材に最も良く適合する。これらの材料は、紙原料又はカード原料、アルミニウム、ガラス繊維、又はサンドイッチ構造複合材を製造する際に用いられる他のいずれかの種類の材料を含むことができる。
【０００７】
第１開放セル型コアパネルは、前記パネルの少なくとも１つの端面が、前記パネルから突出する少なくとも１つの突出部、及び前記パネルに入り込む少なくとも１つの溝部を有するように製造される。前記突出部及び前記溝部は、基本的に同じ構成を有する。これにより、１つのコアパネルの突出部が、隣接するコアパネルの溝部に入り込むことができる。他の実施形態では、前記第１開放セル型コアパネルは、端面が、前記コアパネルから突出する複数の突出部、及び前記コアパネルに入り込む複数の溝部を有するように製造することができる。
【０００８】
前記第２開放セル型コアパネルも、前記パネルの少なくとも１つの端面が、前記パネルから突出する少なくとも１つの突出部、及び前記パネルに入り込む少なくとも１つの溝部を有するように製造される。この場合も同じように、前記第２コアパネルの前記突出部及び前記溝部は、基本的に同じ構成を有する。また、前記第２コアパネルの前記突出部及び前記溝部は、前記第１コアパネルの前記突出部及び前記溝部と基本的に同じ構成を有する。他の実施形態では、前記第２開放セル型コアパネルは、端面が、前記コアパネルから突出する複数の突出部、及び前記コアパネルに入り込む複数の溝部を有するように製造することができる。
【０００９】
前記後面板は、反対側の外面及び内面を有する。サンドイッチ構造複合材を製造するために、前記後面板は、前記後面板の外面で載置され、前記第１及び第２開放セル型コアパネルは、前記後面板の内面に配置される。接着剤フィルム又は接着剤層を前記後面板の内面に、前記第１及び第２コアパネルを前記内面に配置する前に塗布することができる。前記接着剤を使用して、前記後面板を前記第１及び第２コアパネルに固定する。
【００１０】
前記第１及び第２開放セル型コアパネルは、前記第１コアパネルから突出する前記突出部が、前記第２コアパネル内の前記溝部に入り込み、かつ前記第２コアパネルから突出する前記突出部が、前記第１コアパネル内の前記溝部に入り込むように、前記後面板の前記内面に並んで配置される。前記突出部が前記溝部に入り込んで嵌合する、又は噛み合うと、前記第１及び第２開放セル型コアパネルを、これらのパネルの嵌合端面に沿って、接着剤を２つの前記コアパネルの嵌合端面の間に使用することなく連結合体させることができる。
【００１１】
前記前面板も、反対側の外面及び内面を有する。サンドイッチ構造複合材を製造するために、前記前面板は、前記第１及び第２連結嵌合コアパネルの上に、前記前面板の内面がこれらのコアパネルの上に載置されるように載置される。接着剤層又は接着剤フィルムは、前記前面板の内面に、前記内面を前記連結嵌合コアパネルの上に載置する前に塗布することができる。
【００１２】
前記接着剤を前記後面板及び前記前面板の前記内面に塗布すると、これらの面板を、前記連結嵌合コアパネルの両面に固定することができ、前記サンドイッチ構造複合材の製造を完了させることができる。前記前面板及び前記後面板は、前記複合材のせん断荷重を、前記連結嵌合コアパネルに負担させるために十分な強度を有する。前記複合材は、接着剤を、前記連結嵌合コアパネルの端面の間に使用することなく製造され、前記複合材に沿った衝撃吸収能力が維持される。
【００１３】
前記サンドイッチ構造複合材を製造する際、構造接着剤であるフィルム又は発泡剤を殆ど使用しない、又は全く使用しない。前記接着剤を２つの前記コアパネルの前記嵌合端面の間からなくすことにより、前記サンドイッチ構造複合材の製造に際する衝撃吸収能力低下の主原因を取り除くことができ、この衝撃吸収能力低下は、前記嵌合パネルの間の前記開放セルが前記接着剤で閉塞されることによるものである。前記嵌合パネルの間の前記接着剤のコスト、及び前記接着剤塗布に要するコストをなくすことにより、前記サンドイッチ構造複合材の製造コストを低減することができる。前記接着剤を前記サンドイッチ構造複合材の製造に際して取り除き、前記コアパネル同士を嵌合させ、安定させ、そして前記連結コアパネルを前記前面板及び前記後面板で結合させることにより、製造性を高め、そして欠陥、及び複合材中の欠陥を修復するための補修を減らすことができる。
【００１４】
これまで説明してきた特徴、機能、及び利点は、種々の実施形態において個別に実現することができる、又は更に他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態に関する更なる詳細は、以下の説明及び図面を参照することにより理解することができる。
【００１５】
更に、本開示は、以下の条項に記載の実施形態を含む。
条項１．
航空機は、サンドイッチ構造複合材パネルを備え、前記サンドイッチ構造複合材パネルは、長さ寸法及び幅寸法と、厚さと、を有する第１開放セル型コアパネルであって、多数の開放セルが、前記第１コアパネルの全厚を貫通し、前記第１コアパネルが端面を有し、前記第１コアパネル端面が、前記第１コアパネルから突出し、かつ前記開放セルのうちの幾つかの開放セルが第１コアパネル突出部を貫通する構成の突出部を有する、前記第１開放セル型コアパネルと；長さ寸法及び幅寸法と、厚さと、を有する第２開放セル型コアパネルであって、多数の開放セルが、前記第２コアパネルの全厚を貫通し、前記第２コアパネルが端面を有し、前記第２コアパネル端面が、前記第２コアパネルに入り込む溝部を有し、前記第１コアパネル端面及び前記第２コアパネル端面が、前記第１コアパネルから突出する前記突出部が、前記第２コアパネル内の前記溝部に入り込むように嵌合する、前記第２開放セル型コアパネルと；反対側の外面及び内面を有する前面板であって、前記前面板の内面が、前記第１及び第２コアパネルに覆い被さる、前記前面板と；反対側の外面及び内面を有する後面板であって、前記後面板の内面が、前記第１及び第２コアパネルに、前記前面板とは前記第１及び第２コアパネルの反対側で覆い被さる、前記後面板と、を備える、サンドイッチ構造複合材。
条項２．
更に、前記第１コアパネルに入り込む溝部を有する前記第１コアパネル端面と；前記第２コアパネルから突出する突出部を、前記第２コアパネルを貫通する前記開放セルのうちの幾つかの開放セルが、前記第２コアパネル突出部を貫通するように有する前記第２コアパネル端面と、を備え；前記第１コアパネル端面及び前記第２コアパネル端面は、前記第１コアパネルから突出する前記突出部が、前記第２コアパネル内の前記溝部に入り込み、かつ前記第２コアパネルから突出する前記突出部が、前記第１コアパネル内の前記溝部に入り込むように嵌合する、条項１に記載のサンドイッチ構造複合材。
条項３．
更に、前記第１コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、前記第１コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部である、前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、前記第１コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部である、前記溝部と；前記第２コアパネルから突出する前記突出部であって、前記突出部が、前記第２コアパネルから突出する複数の突出部のうちの１つの突出部である、前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込む前記溝部であって、前記溝部が、前記第２コアパネルに入り込む複数の溝部のうちの１つの溝部である、前記溝部と、を備え；前記第１コアパネル端面及び前記第２コアパネル端面は、前記第１コアパネルから突出する前記複数の突出部が、前記第２コアパネル内の前記複数の溝部に入り込み、かつ前記第２コアパネルから突出する前記複数の突出部が、前記第１コアパネルの前記複数の溝部に入り込むように嵌合する、条項２に記載のサンドイッチ構造複合材。
条項４．
更に、前記第１コアパネルから突出し、かつ矩形形状を有する前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込み、かつ矩形形状を有する前記溝部と；前記第２コアパネルから突出し、かつ矩形形状を有する前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込み、かつ矩形形状を有する前記溝部と；前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルの嵌合端面であって、前記嵌合端面が指関節形状を有する、前記嵌合端面と、を備える、条項２に記載のサンドイッチ構造複合材。
条項５．
更に、前記第１コアパネルから突出し、かつ波形形状を有する前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込み、かつ凹形状を有する前記溝部と；前記第２コアパネルから突出し、かつ波形形状を有する前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込み、かつ凹形状を有する前記溝部と；前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルの嵌合端面であって、前記嵌合端面が正弦波形状の嵌合形状を有する、前記嵌合端面と、を備える、条項２に記載のサンドイッチ構造複合材。
条項６．
更に、前記第１コアパネルから突出し、かつあり溝形状を有する前記突出部と、前記第１コアパネルに入り込み、かつあり溝形状を有する前記溝部と；前記第２コアパネルから突出し、かつあり溝形状を有する前記突出部と、前記第２コアパネルに入り込み、かつあり溝形状を有する前記溝部と；前記第１コアパネル及び前記第２コアパネルの嵌合端面であって、前記嵌合端面が、あり溝嵌合形状を有する、前記嵌合端面と、を備える、条項２に記載のサンドイッチ構造複合材。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示のサンドイッチ構造複合材の分解図、及びサンドイッチ構造複合材の組み付け方法を図示している。
【図２】複合材の一部を取り除いた状態のサンドイッチ構造複合材の平面図を図示している。
【図３】図２と同様のサンドイッチ構造複合材の別の実施形態の平面図を図示している。
【図４】図２と同様のサンドイッチ構造複合材の更に別の実施形態の平面図を図示している。
【図５】図２と同様のサンドイッチ構造複合材の更に別の実施形態の平面図を図示している。
【図６】本明細書において説明される方法のフロー図である。
【図７】航空機の製造及び保守点検方法のフロー図である。
【図８】航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本開示のサンドイッチ構造複合材１０の第１の実施形態を表している。複合材１０は基本的に、第１開放セル型コアパネル１２、第２開放セル型コアパネル１４、前面板１６（平板状又は非平板状）、及び後面板１８（平板状又は非平板状）により構成される。複合材のこれらの基本構成部分は、複合材を複合材の所望の目的に最も良く適合させたサンドイッチ構造複合材の製造に通常用いられる材料により製造される。これらの材料は、紙原料又はカード原料、アルミニウム、ガラス繊維、又はサンドイッチ構造複合材の製造に用いられる他の種類の材料だけでなく、このような材料の等価物を含むことができる。
【００１８】
第１開放セル型コアパネル１２は、相互に直交する長さ寸法及び幅寸法、及び厚さを有する。コアパネル１２は、パネル全厚を貫通する非常に多くの開放セル２０を有する。これらの開放セル２０は図１に、ハニカム形状を有するものとして模式的に表されているが、これらのセル２０は、矩形、三角形、又はこれらの構成の等価物のような多種多様な公知の断面形状のうちの任意の１つの構成を有することができる。これらの開放セル２０の各開放セルは、セル壁２１により取り囲まれ、これらのセル壁２１は、開放セルに、セルの断面形状を付与する。これらの開放セル２０の各開放セルは、中空内部容積又は完全に空の内部容積を有することができる、又は隔壁材料を含むことができる。
【００１９】
次に、図１に示す第１コアパネル１２の実施形態では、パネルは、ほぼ真っ直ぐな端面２２を、パネルの長さ寸法に沿って有し、平行であり、かつ対向するほぼ真っ直ぐな端面２４、２６を、パネルの幅寸法に沿って、パネル長の両側に有する。パネルの長さ寸法に沿って延伸し、かつほぼ真っ直ぐなパネル端面２２の反対側に位置するパネル端面２８は、略正弦波形状を有する。
【００２０】
正弦波形状端面２８は、第１コアパネル１２から突出する複数の交流波形状突出部３０及び第１コアパネル１２内に突出する複数の凹溝部３２により形成される。図１に表されるように、第１コアパネル１２のこれらの突出部３０の各突出部は、第１コアパネル１２の多数の開放セル２０が、これらの突出部３０の各突出部内に位置するように寸法設定される。第１コアパネル１２の変形実施形態では、正弦波形状パネル端面２８は、パネル開放セル２０のうちのより少ない開放セルが各突出部３０内に配置される、又はパネル開放セル２０のうちのより多くの開放セルが各突出部３０内に配置されるように寸法設定することができる。
【００２１】
第２開放セル型コアパネル１４は、第１開放セル型コアパネル１２の略鏡像として製造される。第２コアパネル１４は更に、パネルを貫通する多数の開放セル３４により構成される。これらの開放セル３４は、図１にハニカム形状を有するものとして表されているが、これらのセル３４は、任意の公知の構成、又は等価的な構成を有することができる。更に、第２コアパネルの開放セル３４は、第１コアパネル１２の開放セル２０と同じ構成を有する必要はない。第１コアパネル１２の開放セルと同様に、第２コアパネルの開放セル３４の断面形状は、これらのセルを取り囲むセル壁３６により形成される。第２コアパネルのセル３４は、中空内部容積又は完全に空の内部容積を有することができる、又は隔壁材料を含むことができる。
【００２２】
図１に示す複合材１０の実施形態では、第２コアパネル１４は、第１コアパネル１２の長さ寸法及び幅寸法とほぼ同じ相互に直交する長さ寸法及び幅寸法、及び第１コアパネル１２の厚さ寸法とほぼ同じ厚さ寸法を有する。複合材の他の実施形態では、これらの寸法は変えることができる。
【００２３】
第２コアパネル１４は、ほぼ真っ直ぐな端面３８をパネルの長さ寸法に沿って有し、平行であり、かつ対向するほぼ真っ直ぐな端面４０、４２を、パネルの幅寸法に沿って、パネル長の両側に有する。第１コアパネル１２と同じように、第２コアパネル１４は、略正弦波形状端面４４を、パネルの長さ寸法の端面３８とは反対側に有する。
【００２４】
第２正弦波形状端面４４も、第２コアパネル１４から突出する複数の交流波形状突出部４８及び第２コアパネル内に突出する複数の凹溝部５０により形成される。図１に図示されるように、第２コアパネル１４から突出するこれらの突出部４８の各突出部は、第２コアパネル１４の多数の開放セル３４が、これらの突出部４８の各突出部内に位置するように寸法設定される。第２コアパネル１４の変形実施形態では、正弦波形状パネル端面４４は、パネル開放セル３４のうちのより少ない開放セルが各突出部４８内に配置される、又はパネル開放セル３４のうちのより多くの開放セルが各突出部内に配置されるように寸法設定することができる。
【００２５】
これらの第１コアパネル突出部３０は、第２コアパネル溝部５０に嵌め込まれるように構成され、これらの第２コアパネル突出部４８は、第１コアパネル溝部３２に嵌め込まれるように構成される。これらの突出部を第１コアパネル１２及び第２コアパネル１４の溝部にこのようにして嵌め込むと、これらのパネルの突出部及び溝部を互いに嵌合させることができ、これらのパネルを当接端面に沿って接着剤を使用することなく接続合体させることができる。接着剤を設けないことにより、衝撃吸収継手を、２つのコアパネル１２と１４との間に設けることができる。２つのパネルの突出部及び溝部を互いに嵌合させることにより、せん断荷重を２つのコアパネルの間で、嵌合接合部に沿って負担することができ、これにより、接合部の間の接着剤をなくすことができる。２つのパネルの突出部及び溝部を嵌合させることによって更に、これらのパネルを互いに対して、後面板１８及び前面板１６を複合材に組み付けているときに安定させることができる。
【００２６】
後面板１８は、反対側の内面５２及び外面５４を有する剛性薄板である。後面板１８は、合体した第１コアパネル１２及び第２コアパネル１４の構成とほぼ同じ構成を有する外周端面５６を有する。後面板１８を、第１嵌合コアパネル１２及び第２嵌合コアパネル１４に固定するために、後面板１８を、後面板の外面５４でいずれかの支持面に載置して、後面板の内面５２を剥き出しにする。これは、図６に表されている。次に、薄い接着剤層を後面板の内面５２に塗布することができる。
【００２７】
次に、図２に示すように、第１嵌合コアパネル１２及び第２嵌合コアパネル１４を後面板の内面５２に配置する。第１コアパネル１２及び第２コアパネル１４のセル壁の端面は、後面板の内面５２の接着剤に接触し、第１コアパネル１２及び第２コアパネル１４はこれによって、接着剤で２つのコアパネル１２、１４を、これらのパネルの正弦波形状の嵌合端面２８、４４に沿って接着合体させる必要を伴うことなく、後面板の内面に接着させる。
【００２８】
前面板１６も、反対側の内面６２及び外面６４を有する剛性薄板である。前面板１６も、後面板１８の外周端面５６と構成がほぼ同じである外周端面６６を有する。前面板１６を、第１嵌合コアパネル１２及び第２嵌合コアパネル１４に固定するために、薄い接着剤層を前面板の内面６２に塗布する。次に、前面板の内面６２を、第１嵌合コアパネル１２及び第２嵌合コアパネル１４に、前面板の外周端面６６が、後面板１８の外周端面５６に略一致するように配置する。前面板の内面６２に塗布される接着剤層は、第１コアパネル１２及び第２コアパネル１４のセル壁の端面に接触することにより前面板１６を、嵌合コアパネル１２及び１４に接着させる。これにより、本開示のサンドイッチ構造複合材の製造が完了する。
【００２９】
サンドイッチ構造複合材の製造では、構造接着剤であるフィルム、発泡剤、ペースト、ポッティング剤などのいずれをも殆ど、又は全く使用しない。２つのコアパネルの嵌合端面の間の接着剤をなくすと、サンドイッチ構造複合材製造における衝撃吸収能力低下の主原因を取り除くことができ、この衝撃吸収能力低下は、嵌合パネルの間の開放セルが接着剤で閉塞されることによる。嵌合パネルの間の接着剤に要するコスト、及び接着剤塗布に要するコストがなくなることにより、サンドイッチ構造複合材の製造コストを低減することができる。接着剤をサンドイッチ構造複合材製造に際してなくし、コアパネル同士を嵌合させ、安定させ、そして嵌合コアパネルを前面板及び後面板で連結することにより、製造性を高め、欠陥、及び複合材中の欠陥を修復するための補修を減らすことができる。
【００３０】
サンドイッチ構造複合材の上記実施形態では、正弦波形状を有し、かつコアパネル嵌合端面２８、４４を用いた。これは、サンドイッチ構造複合材に用いることができる嵌合コアパネル端面の構成の一例に過ぎない。
【００３１】
図３は、それぞれの嵌合端面７６、７８を有する第１開放セル型コアパネル７２及び第２開放セル型コアパネル７４を表しており、これらの嵌合端面７６、７８は、矩形形状を有する複数の突出部、及び矩形形状を有する複数の溝部を交互に並べることにより形成される。第１コアパネル７２及び第２コアパネル７４の嵌合端面７６、７８が指関節形状８０を形成する。
【００３２】
図４は、それぞれの嵌合端面８６、８８を有する第１開放セル型コアパネル８２及び第２開放セル型コアパネル８４を表しており、これらの嵌合端面８６、８８は、あり溝形状（ｄｏｖｅｔａｉｌ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ）を有する複数の突出部、及びあり溝形状を有する複数の溝部を交互に並べることにより形成される。それぞれの第１コアパネル８２及び第２コアパネル８４の嵌合端面８６、８８が、あり溝嵌合形状９０を２つのコアパネルの間に形成する。あり溝嵌合形状９０は、２つのコアパネル８２、８４をせん断力に逆らって合体させるだけでなく、２つのパネル８２、８４を引張り力に逆らって合体させる。
【００３３】
図５は、それぞれの嵌合端面９６、９８を有する第１開放セル型コアパネル９２及び第２開放セル型コアパネル９４を表しており、これらの嵌合端面９６、９８は、丸みを帯びたあり溝形状を有する複数の突出部、及び丸みを帯びたあり溝形状を有する複数の溝部を交互に並べることにより形成される。嵌合端面９６、９８が、丸みを帯びたあり溝嵌合形状１００を形成する。図４の関節形状と同じように、図５の実施形態の丸みを帯びたあり溝形状１００の実施形態は、２つのコアパネル９２、９４をせん断力に逆らって固定して合体させるだけでなく、これらのコアパネルを引張り力に逆らって固定して合体させる。
【００３４】
本開示の実施形態は、図７に示す航空機の製造及び保守点検方法１００、及び図８に示す航空機１０２に関連して説明することができる。製造前段階では、例示的な方法１００において、航空機１０２の仕様及び設計１０４、及び材料調達１０６を行うことができる。製造段階では、航空機１０２の構成要素及び部分組立品の製造１０８、及びシステム統合１１０が行われる。その後、航空機１０２は、認証及び搬送１１２を経て、就航１１４されることになる。顧客が就航中に、航空機１０２は、日常的な整備及び保守点検１１６が行われるようにスケジューリングされる（この整備及び保守点検は、改修、再構成、改装などを含むこともできる）。
【００３５】
方法１００のプロセスの各プロセスは、システムインテグレータ、サードパーティ、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって行うことができるか、又は実行することができる。この説明を進めるために、システムインテグレータとして、これらには限定されないが、任意の数の航空機製造業者、及び大手システムサブコントラクタを挙げることができ；サードパーティとして、これらには限定されないが、任意の数のベンダー、サブコントラクタ、及びサプライヤーを挙げることができ；オペレータは、航空会社、リース会社、軍隊、整備機関などとすることができる。
【００３６】
図８に示すように、例示的な方法１００により製造される航空機１０２は、複数のシステム１２０を搭載した機体１１８と、内部１２２と、を含むことができる。高位システム１２０の例として、推進システム１２４、電気システム１２６、油圧システム１２８、及び環境システム１３０のうちの１つ以上を挙げることができる。任意の数の他のシステムを含めてもよい。航空宇宙用の例を示しているが、本発明の原理は、自動車産業のような他の産業に適用することができる。
【００３７】
本明細書において具体化される装置及び方法は、製造及び整備方法１００の種々の段階のうちの任意の１つ以上の段階において用いることができる。例えば、製造プロセス１０８に対応する構成要素又は部分組立品は、航空機１０２が就航中であるときに製造される構成要素又は部分組立品と同様の方法で組み立てる、又は製造することができる。更に、１つ以上の装置実施形態、方法実施形態、又はこれらの実施形態の組み合わせは、製造段階１０８及び１１０において、例えば航空機１０２の組み立てを大幅に促進することにより、又は航空機１０２のコストを大幅に低減することにより利用することができる。同様に、装置実施形態、方法実施形態、又はこれらの実施形態の組み合わせのうちの１つ以上の実施形態は、航空機１０２が就航中であるときに利用することができ、例えばこれに限定されないが、航空機に、整備及び保守点検１１６が施されている間に利用することができる。
【００３８】
種々の変更は、本明細書において記載され、かつ例示される装置の製造、及び装置の製造方法において、本発明の範囲から逸脱しない限り行うことができるので、これまでの説明に含まれる、又は添付の図面に図示される全ての主題は、限定ではなく例示として解釈されるべきであると考えられる。従って、本開示の広さ、及び範囲は、上に説明した例示的な実施形態のいずれの実施形態によっても制限されるべきではなく、かつ本明細書に添付される以下の請求項、及びこれらの請求項の均等物によってのみ規定されるべきである。
【符号の説明】
【００３９】
１０  サンドイッチ構造複合材
１２、７２、８２、９２  第１開放セル型コアパネル
１４、７４、８４、９４  第２開放セル型コアパネル
１６  前面板
１８  後面板
２０、３４  開放セル
２２  端面
２４、２６、３８、４０、４２  端面
２８  パネル端面、正弦波形状端面、正弦波形状パネル端面
３０  交流波形状突出部、第１コアパネル突出部
３２  凹溝部、第１コアパネル溝部
３６  セル壁
４４  略正弦波形状端面、第２正弦波形状端面、正弦波形状パネル端面
４８  交流波形状突出部、第２コアパネル突出部
５０  凹溝部、第２コアパネル溝部
５２  内面
５４  外面
５６、６６  外周端面
６２  内面
６４  外面
７６、７８、８６、８８、９６、９８  嵌合端面
８０  指関節形状
９０  あり溝嵌合形状
１００  丸みを帯びたあり溝嵌合形状
１００  航空機の製造及び保守点検方法
１０２  航空機
１０４  仕様及び設計
１０６  材料調達
１０８  構成要素及び部分組立品の製造、製造プロセス
１１０  システム統合
１１２  認証及び搬送
１１４  就航中
１１６  整備及び保守点検
１１８  機体
１２０  システム
１２２  内部
１２４  推進システム
１２６  電気システム
１２８  油圧システム
１３０  環境システム
【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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【外国語明細書】
2015136938000001.pdf