(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ高さを有するウェブ（５８）と、前記ウェブ（５８）の遠位端（６０）においてランアウト（６６）とを備えた第１のストリンガであって、前記ランアウト（６６）が、少なくとも、前記ウェブ（５８）の前記遠位端（６０）を超えて長手方向及び横方向に延在する持ち上げられた領域（７０）、及び前記ウェブ高さが減少するにしたがって前記持ち上げられた領域（７０）の中へ連なる前記ウェブ（５８）のテーパが付けられた遠位端部（６２）によって画定され、前記ウェブ（５８）が前記持ち上げられた領域（７０）の中へ先細りするにしたがって、及び前記持ち上げられた領域（７０）が前記ウェブ（５８）の前記遠位端（６０）を超えて延伸するにしたがって、前記持ち上げられた領域（７０）が、前記ウェブ（５８）に対してほぼ垂直に広がるように、前記持ち上げられた領域（７０）の対向する側部が、各々、逆テーパ（８０）を含み、前記ウェブ（５８）の前記テーパが付けられた遠位端部（６２）が、直線から、前記持ち上げられた領域（７０）の中へ遷移し、凹様式の曲線又は円弧部分を有する前記持ち上げられた領域（７０）から、外板（５４）の横方向の隆起部分（７４）の中へ遷移する、第１のストリンガ。
【請求項２】
前記持ち上げられた領域（７０）が、互いに隣接し前記持ち上げられた領域（７０）上で集合的に水を誘導する傾斜面として方向付けられ且つ構成された、複数のテーパが付けられた表面（７８）を備える、請求項１に記載の第１のストリンガ。
【請求項３】
前記持ち上げられた領域（７０）が、前記ストリンガの前記ウェブ（５８）と前記外板（５４）との間に曲率半径（８２）を更に含み、前記曲率半径（８２）が、前記ストリンガの長さに沿って、及びリブ（５６）に結合された前記外板（５４）の横方向の隆起部分（７４）に沿って、延在する、請求項２に記載の第１のストリンガ。
【請求項４】
前記持ち上げられた領域（７０）の前記対向する側部の前記逆テーパ（８０）が、直線的である、請求項１から３のいずれか一項に記載の第１のストリンガ。
【請求項５】
前記ウェブ（５８）の前記テーパが付けられた遠位端部（６２）が、前記持ち上げられた領域（７０）の前記対向する側部上で開始する前記逆テーパ（８０）とほぼ一致するポイントにおいて開始する、請求項１から４のいずれか一項に記載の第１のストリンガ。
【請求項６】
前記持ち上げられた領域（７０）が最も幅広の所で、前記ウェブ高さが最も低い、請求項１から５のいずれか一項に記載の第１のストリンガ。
【請求項７】
前記第１のストリンガが第２のストリンガとほぼ長手方向に整列され、前記第１及び第２のストリンガ（５２）が横方向のリブ（５６）によって二分され、前記第１のストリンガの前記持ち上げられた領域（７０）及び前記第２のストリンガの持ち上げられた領域（７０）が、前記リブ（５６）に結合された前記外板（５４）の前記第１のストリンガの横方向の隆起部分（７４）の中へ、及び前記第２のストリンガの横方向の隆起部分（７４）の中へそれぞれ連なり、前記第１及び第２のストリンガの前記持ち上げられた領域（７０）が前記リブ（５６）の中へ連なる所で、前記第１及び第２のストリンガの前記持ち上げられた領域（７０）が最も幅広である、請求項１から６のいずれか一項に記載の第１のストリンガ。
【請求項８】
前記外板（５４）、前記第１のストリンガ（５２）の前記ウェブ（５８）及び前記持ち上げられた領域（７０）、並びに前記外板（５４）の前記横方向の隆起部分（７４）が、単一のワークピースから一体的に形成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の第１のストリンガ。
【請求項９】
ストリンガ周辺の応力荷重を低減させ且つ排水を制御する方法であって、前記方法が、
ウェブ高さを有するウェブ（５８）と、前記ウェブ（５８）の遠位端（６０）においてランアウト（６６）とを備えたストリンガ（５２）を提供すること、
前記ウェブ（５８）の前記遠位端（６０）を超えて、長手方向及び横方向に延在する持ち上げられた領域（７０）を提供すること、
前記ウェブ高さが減少するにしたがって、前記持ち上げられた領域（７０）の中へ遠位端部（６２）を連続させる、前記ウェブ（５８）のテーパが付けられた前記遠位端部（６２）を提供すること、
前記遠位端部（６２）が前記持ち上げられた領域（７０）の中へ連なるにしたがって、及び前記持ち上げられた領域（７０）が前記ウェブ（５８）の前記遠位端（６０）を超えて延伸するにしたがって、前記持ち上げられた領域（７０）が、前記ウェブ（５８）に対してほぼ垂直に広がるように、前記持ち上げられた領域（７０）の逆テーパが付けられた対向する側部を提供すること、並びに
前記ストリンガの前記持ち上げられた領域（７０）上で水を誘導することを含み、
前記ウェブ（５８）の前記テーパが付けられた遠位端部（６２）が、直線から、前記持ち上げられた領域（７０）の中へ遷移し、凹様式の曲線又は円弧部分を有する前記持ち上げられた領域（７０）から、外板（５４）の横方向の隆起部分（７４）の中へ遷移する、方法。
【請求項１０】
前記持ち上げられた領域（７０）を提供することが、互いに隣接する複数のテーパが付けられた表面（７８）を提供すること、及び前記テーパが付けられた表面（７８）を前記持ち上げられた領域（７０）上で集合的に前記水を誘導する傾斜面として方向付けることを含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
政府の権利について
本発明は、米国空軍によって授与された契約番号Ｆ３３６５７‐Ｄ‐００２６の下で政府の支援を受けて得られたものである。政府は、本発明において一定の権利を有する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１１月１５日に出願された“ＬＯＷ  ＳＴＲＥＳＳ  ＳＴＩＦＦＥＮＥＲ  ＲＵＮＯＵＴ  ＩＮ  ＰＩ  ＢＯＮＤＥＤ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ”という名称の米国仮特許出願番号６１／９０４，９２７の利益を主張する。
【０００３】
本明細書で提示される実施形態の分野は、高い応力を有する航空機の外板内の不連続なストリンガを対象とし、特に、ストリンガのランアウト（ｒｕｎｏｕｔ）上に排水路も提供する一方で、応力を低減させるようにストリンガのランアウトを構成することを対象とする。
【背景技術】
【０００４】
輸送体の寿命は、輸送体の構造用部品への応力荷重を低減させることによって増大され得る。構造用部品は、しばしば、リブ及びストリンガ（補強材）に結合された補剛板及び他の構造体を使用して、板が、圧縮荷重に晒された場合に、座屈する又はさもなければ壊れることを防ぐ。ストリンガが圧縮荷重に対して適切な補強を提供する一方で、ストリンガのランアウト、又はストリンガが終端しリブと接触する領域は、特定の条件の下での局所的な応力集中のために時期尚早な破壊を経験し得る。
【０００５】
従来、ストリンガは、リブなどの他の構造用部品との抵触のために、ランアウトを利用してストリンガを終端させるが、ランアウトは、本質的に、板の有効な寿命を低減させる局所的な応力集中を生成する。様々な技術が使用されて、局所的な応力集中を低減させる。しかし、外板やストリンガの厚さを増加させることは、対応する板の費用及び重量の望ましくない増加に寄与する。また、典型的には、増加された剛性が、時期尚早な破壊をもたらし得る増加された荷重を引き起こす。
【０００６】
水が、組み立てられた構造用部品の内部の閉じた周辺領域内に集まり得る。例えば、航空機などの輸送体では、水が、翼、又はフラップ、エルロン、若しくはエレベータなどの操縦翼面の一部分の接合された上側及び下側表面の間に集まる。構造用部品内で囲まれたストリンガの一部分は、一方の側から他方の側へストリンガを横断する排水を許容するように構成され得る。例えば、図１で示されるように、排水経路を生成するのに十分大きく且つ構造用部品の閉じた内部での十分な排水を可能にする、Ｕ形状のカットアウト（ｃｕｔｏｕｔ）又は開口部が、ストリンガのウェブの中へと機械加工されている。
【０００７】
Ｕ形状のカットアウトが排水のために必要とされているが、Ｕ形状のカットアウトは板の局所的な応力を増加させる。飛行条件の下で、Ｕ形状のカットアウトの現在の構成は、閉じた構造用部品の時期尚早な破壊をもたらす応力集中を生成する。より大きな曲率半径又は湾曲を有するＵ形状のカットアウトは、最大応力集中を低減させるが、結果としての低減された応力は、未だ、より早い疲労破壊をもたらす。また、より大きな曲率半径を有するＵ形状のカットアウトが、時期尚早な破壊を低減させるのに十分なように応力集中を低減させるために、ストリンガの中へ機械加工された場合に、拡大されたＵ形状のカットアウトの曲率半径は、ストリンガのウェブ高さよりも大きくなり、それは実現困難である。
【０００８】
本明細書の開示が提示するのは、これらの留意事項及び他の留意事項に関してである。
【発明の概要】
【０００９】
この「発明の概要」が、以下の「発明を実施するための形態」で更に説明される、単純化された形態の概念の選択を紹介するために提供されることを、認識すべきである。この「発明の概要」は、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることを意図するものではない。
【００１０】
本明細書で開示される一実施形態によれば、第１のストリンガが提供される。第１のストリンガは、ウェブ高さ及びウェブの遠位端においてランアウトを有するウェブを含む。ランアウトは、少なくとも、ウェブの遠位端を超えて延在する持ち上げられた領域、及びウェブ高さが減少するにしたがって持ち上げられた領域の中へ連なるウェブのテーパが付けられた遠位端部によって画定される。持ち上げられた領域の対向する側部は、各々、ウェブが持ち上げられた領域の中へ先細りするにしたがって、及び持ち上げられた領域がウェブの遠位端を超えて延伸するにしたがって、持ち上げられた領域が、ウェブに対してほぼ垂直に広がるように、逆テーパを含む。持ち上げられた領域は、集合的に水を誘導するように傾斜面として方向付けられ且つ構成された、互いに隣接する複数のテーパが付けられた表面を含み得る。ウェブのテーパが付けられた遠位端部は、持ち上げられた領域の中へ終端し、又は構造用部品の外板の横方向の隆起部分の中へ連なる。
【００１１】
本明細書で開示される別の一実施形態によれば、ストリンガアセンブリが提供される。ストリンガアセンブリは、横方向のリブ、並びにウェブ高さ及びウェブの遠位端においてランアウトを有するウェブを有する第１のストリンガを含む。ランアウトは、少なくとも、ウェブの遠位端を超えて延在する持ち上げられた領域、及びウェブ高さが減少するにしたがって持ち上げられた領域の中へ連なるウェブのテーパが付けられた遠位端部によって画定される。持ち上げられた領域の対向する側部は、各々、ウェブが持ち上げられた領域の中へ先細りするにしたがって、及び持ち上げられた領域がウェブの遠位端を超えて延伸するにしたがって、持ち上げられた領域が、ウェブに対してほぼ垂直に広がるように、逆テーパを含む。ストリンガアセンブリは、第１のストリンガと長手方向に位置合わせされた第２のストリンガも含む。第２のストリンガは、ウェブ高さ及びウェブの遠位端においてランアウトを有するウェブを含む。ランアウトは、少なくとも、ウェブの遠位端を超えて延在する持ち上げられた領域、及びウェブ高さが減少するにしたがって持ち上げられた領域の中へ連なるウェブのテーパが付けられた遠位端部によって画定される。持ち上げられた領域の対向する側部は、各々、ウェブが持ち上げられた領域の中へ先細りするにしたがって、及び持ち上げられた領域がウェブの遠位端を超えて延伸するにしたがって、持ち上げられた領域が、ウェブに対してほぼ垂直に広がるように、逆テーパを含む。第１及び第２のストリンガの持ち上げられた領域は、横方向のリブに結合された外板の横方向の隆起部分の中へ連なり、第１及び第２のストリンガの遠位端は、横方向のリブによって二分される。
【００１２】
本明細書で開示される更に別の一実施形態によれば、応力荷重を低減させ、ストリンガ周辺の排水を制御する方法が提供される。該方法は、ウェブ高さ及びウェブの遠位端においてランアウトを有するウェブ、並びにウェブの遠位端を超えて長手方向及び横方向に延在する持ち上げられた領域を有する、ストリンガを提供する。該方法は、遠位端部が持ち上げられた領域の中へ連なるにしたがって、及び持ち上げられた領域がウェブの遠位端を超えて延伸するにしたがって、持ち上げられた領域がウェブに対してほぼ垂直に広がるように、ウェブ高さが減少するにしたがって、ウェブの遠位端部にテーパを付けること及び持ち上げられた領域の中へ遠位端部を連続させること、並びに持ち上げられた領域の対向する側部に逆のテーパを付けることも含む。該方法は、ストリンガの持ち上げられた領域上で水を誘導することであって、持ち上げられた領域が互いに隣接する複数のテーパが付けられた表面を提供する、誘導すること、及びテーパが付けられた表面を、持ち上げられた領域上で集合的に水を誘導するように傾斜面として方向付けることも含み得る。
【００１３】
既に説明した特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解され得る、更に別の実施形態で組み合わせることが可能である。
【００１４】
本明細書の中において提示される実施形態は、詳細な説明及び添付の図面から完全に理解されることができるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】構造用部品を形成するためにπ結合されたリブ構造体内にＵ形状のカットアウトを有する、一体的に機械加工された外板及び不連続なストリンガの斜視図である。
【図２】π結合された構造体内の連続的な横方向の補強材（リブ）によって二分された、テーパが付けられた端部を有する、一体化された外板及びストリンガの一構成の斜視図であり、テーパが付けられた端部の各々は、リブに結合された外板の構造体の中へ連なる持ち上げられた領域を含み、それは、本明細書で開示される少なくとも１つの実施形態との関連で使用される。
【図３】π結合された構造体内の連続的な横方向のリブによって二分された、テーパが付けられた端部を有する、一体化された外板及びストリンガの別の一構成の斜視図であり、テーパが付けられた端部の各々は持ち上げられた領域を含み、ストリンガの各々の遠位端は対応する持ち上げられた領域の中へ先細りし、それは、本明細書で開示される少なくとも１つの実施形態との関連で使用される。
【図４】図３のπ結合された構造体の連続的な横方向のリブを有する、一体化された外板及びストリンガの構成の端面図であり、それは、本明細書で開示される少なくとも１つの実施形態との関連で使用される。
【図５】本明細書で開示される少なくとも１つの実施形態による、応力荷重を低減させ且つストリンガ周辺の排水を制御するための方法の一構成が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本用途において提示される複数の図面は、本開示の実施形態の変形例及び種々の態様を示す。したがって、各図面に対する詳細な説明は、対応する図面の中で識別される差異を説明する。
【００１７】
以下の詳細な説明は、構成要素の剛性又は重量を大幅に増加させることなしに、最大応力を低減させることによって、統合的に強化された構造体の寿命を増加させることを対象とする。上述のように、構造用部品の時期尚早な故障は、動作荷重に晒された場合に、ストリンガのランアウト位置で生じ得る。局所的な応力集中のためのストリンガの時期尚早な破壊に対する解決法は、とりわけ航空機産業において、費用、及び製造の複雑さに加えて、重量の要因を熟慮すべきである。
【００１８】
本開示の態様は、例えば、航空機、宇宙船、衛星、船舶、潜水艦、及び乗用車、農業若しくは建設のための輸送体などの、多くの種類の輸送体において使用され得る。本開示の態様の説明を簡略化するために、本明細書では、航空機を主要な実施例として用いる。以下で説明される１以上の実施形態は、ストリンガ及び外板（板）が材料の１つの固体ブロックから製造され、ストリンガが、π結合された閉じた構造用部品を形成するための連続的な横方向のリブによって二分された不連続なストリンガである、航空機のための一体化された構造用部品の文脈内で説明される。様々な実施形態が、これらの特定の構成要素に限定されず、又は航空機などの輸送体内での使用に限定されないことが、理解されるべきである。むしろ、以下で説明される概念は、ストリンガ又は同様な補強材構成要素が構造用部品内で終端する、任意の実施態様に等しく適用され得る。以下の詳細な説明において、本明細書の一部分を成し、且つ例示的な特定の実施形態又は実施例を介して示される、添付の図面に対して言及がなされる。ここで図面を参照しながら、本開示の態様を説明するが、類似の番号は、複数の図面を通して類似の要素を表す。
【００１９】
１以上の構成では、フライス盤が、単一のワークピースから、構造用部品の一方の側のストリンガを有する外板を一体的に形成する。外板の内側表面は、ミル加工されて、連続的であり且つ外板の内側表面から外向きに突出した、持ち上げられ横断部分をもたらす。各横方向の隆起部分の上端は、リブの長さ方向の端部を受け入れるように構成された、連続的な溝又はスロットを含む。リブは、ストリンガが不連続であることを要求する外板の溝の中へ結合された、個別の平らな金属の構成要素である。構造用部品の第２の側は、第２のワークピースから同様にミル加工され得る。構造用部品の２つの対向する側は、その後、リブを、２つの対向する側の間に且つ細長い（ｔｏｎｇｕｅ）様式及び溝様式で溝内に配置することによって、共に結合される。この閉じた金属の構造用部品は、時々、グリッドロックアセンブリ又は代替的にＰｉ結合構造体と呼ばれる。なぜなら、外板から突出する溝を有する各横方向の隆起部分の端面図は、一般的にローマ字で“Ｐｉ”とされるシンボル「π」のようであるからである。
【００２０】
構造用部品は、例えば、航空機の外板の部分として使用され得る。外板は、航空機の胴体又はエルロンなどの翼の部分を形成し得る。航空機の翼の場合に、典型的には、ストリンガが、翼の根本からその先端までスパン方向に延在する。航空機の建造では、ストリンガ、補強材、又は縦通材は、材料の薄いストリップであり、それに対して、航空機の外板が固定され、又は、それは、外板と共に一体的に形成され、時々、これらの用語は、相互に交換可能に使用され得る。
【００２１】
本開示の態様を説明することにおける簡明さのために、この明細書は、以下でより詳細に説明されるように、第１の実施例として、持ち上げられた領域７０、１３０を有するランアウト６６、１２６を有する、ストリンガ５２、１１２を含むπ結合された構造体５０、１１０を利用して進行する。開示を通して、ストリンガ５２、１１２などの２重の参照番号を有する要素に対する言及は、ストリンガ５２及びストリンガ１１２の一方又は両方のいずれかを言及し得る。また、ランアウト６６、１２６及び持ち上げられた領域７０、１３０などの、開示内の２重の参照番号も、例えば、一方又は両方のいずれかを言及し得る。
【００２２】
本開示の態様の多くが、π結合された構造体５０、１００に限定されない。ストリンガ５２、１１２及び持ち上げられた領域７０、１３０の組み合わせは、低い応力に対して最適化された構造的な剛性を有するように調整され得る。外板５４、１１４の厚さ、ストリンガ５２、１１２のサイズ、及び隣接するストリンガ５２、１１２の間の間隔に応じて、持ち上げられた領域７０、１３０の構成が、構成要素に対して望ましい疲労寿命をもたらす、応力レベルを達成するように調整され得る。持ち上げられた領域７０、１３０を有するストリンガ５２、１１２の使用は、構成要素の剛性又は重量を大幅に増加させることなしに、最大応力を低減させることによって、構造用部品の統合的に強化されたアセンブリの寿命を増加させる。最大応力の１０パーセントが低減される毎に、構造用部品の破壊の前の飛行時間が２倍になる。
【００２３】
図１は、局所的な応力集中を解放させるために、及びリブ１８との接触部において排水溝を提供するために、２つの長手方向に位置合わせされたストリンガ１２の端部において、Ｕ形状のカットアウト１４を有する既知のπ結合された構造体１０の不連続なストリンガ１２を有する、一体的に機械加工された外板１６の斜視図を示している。各ストリンガ１２は、ストリンガ１２の長手方向の長さに沿って延在する上端部２２を含む。ストリンガ１２の各ウェブ２４の遠位端は、各ストリンガ１２の上端部２２から下方へ延在し、各ウェブ２４の遠位端の高さに沿って少なくとも中間点まで至る、ほぼ直線的で垂直な端部部分２６を含む。Ｕ形状のカットアウト１４は、外板１６の近傍内の底部において実質的に湾曲が与えられ又は丸められている。Ｕ形状のカットアウト１４は、各ウェブ２４の高さの中間点の下方で曲がり始め、円弧又は半円などの円のセグメント３０によって画定され得る。各ストリンガ１２の垂直な端部部分２６と対向する側の、Ｕ形状のカットアウト１４の部分は、外板１６の横方向の隆起部分３４の中へ連なる。リブ１８は、横方向の隆起部分３４の溝の中へ結合されている。
【００２４】
Ｕ形状のカットアウト１４の寸法は、フライス盤のボールエンドカッターのシングルパス及び曲率半径に限定される。Ｕ形状のカットアウト１４の底部におけるセグメント３０の幅は、ウェブ２４から長手方向に延在し、概して狭く、実質的にストリンガ１２のウェブ２４の高さよりも短い。例えば、セグメント３０の幅は、長手方向に、概して、ストリンガ１２のウェブ２４の高さの半分よりも短い。セグメント３０の幅は、ストリンガ１２のウェブ２４の遠位端の垂直な端部部分２６よりも短い。
【００２５】
図２は、本開示の１以上の構成による、横方向のリブ５６によって二分された、テーパが付けられた端部を有する、不連続な第１及び第２のストリンガ５２を有する一体的に機械加工された外板５４のπ結合された構造体５０の斜視図である。第１及び第２のストリンガ５２は、互いに端部と端部とがほぼ長手方向に位置合わせされ、外板５４と一体になっている。第１及び第２のストリンガ５２が、横方向のリブ５６によって二分されるように、リブ５６は連続し且つストリンガ５２を横切っている。好ましくは、ストリンガ５２が、リブ５６の両側において対称的である。
【００２６】
ストリンガ５２は、各々、ウェブ高さＷｈ及び遠位端６０を有するウェブ５８を含む。各遠位端６０は、好ましくは、その長さの全部又は一部に沿って直線的又は線形である、テーパが付けられた遠位端部６２を含む。ウェブ高さＷｈは、ウェブ高さＷｈがテーパが付けられた遠位端部６２のために減少し始める、テーパが付けられた遠位端部６２まで、ストリンガ５２の全体の長さに沿って同じ高さであり得る。各ストリンガ５２のテーパが付けられた遠位端部６２は、好ましくは、その長さの全部又はほとんどの部分に沿って直線的又は線形である。各ストリンガ５２のウェブ５８は、テーパが付けられた遠位端部６２によってテーパが付けられ、横方向の曲げ及び軸方向の剛性における段階的な増加を提供し、局所的な応力集中を解放することによって、ストリンガ５２から外板５４までの荷重の伝達を容易にする。
【００２７】
１以上の構成では、各ストリンガ５２は、少なくとも、対応する遠位端６０のテーパが付けられた遠位端部６２によって、及びストリンガ５２の遠位端６０を長手方向及び横方向に超えて延在する、外板５４の厚さを増加させる持ち上げられた領域７０によって、画定されたランアウト６６を更に含む。持ち上げられた領域７０は、応力を再分配するパッドアップ領域と呼ばれ得る。テーパが付けられた遠位端部６２は、ウェブ高さＷｈが減少するにしたがって、各ランアウト６６の持ち上げられた領域７０の中へ連なる。ウェブ５８のテーパが付けられた遠位端部６２は、直線から、持ち上げられた領域７０の中へ遷移し、そのとき、凹様式の曲線又は円弧部分を有する持ち上げられた領域７０から、外板５４の横方向の隆起部分７４の中へ遷移する。
【００２８】
持ち上げられた領域７０の各側は、テーパが付けられた遠位端部に対して、複雑な形状の勾配を画定するために、互いに隣接し且つ互いの中へ遷移する、複数のコンパウンド又はテーパが付けられた表面７８を含み、テーパが付けられた表面７８の各々は、上に向かって及び下に向かって傾いた傾斜面として働くように方向付けられ且つ構成され、持ち上げられた領域７０の上に及びそれを超えて（又はどちらの側のストリンガ５２から排水されるかに応じて、持ち上げられた領域７０を超えて及びその下に）、ストリンガ５２の他方の側へ、ストリンガ５２の一方の側からの水の流通を集合的に誘導する。テーパが付けられた表面７８は、ランドともよばれ得る。各持ち上げられた領域７０の各々の側は、図２で示されるテーパが付けられた表面の数よりも多くを含むかもしれないし又は少ない数を含むかもしれない。
【００２９】
図２で示されるように、各持ち上げられた領域７０の一方の側の１以上の実施形態は、（本明細書中で以下に個別に又は集合的にテーパが付けられた表面７８と呼ばれ得る）隣接するテーパが付けられた表面７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、７８ｄ、７８ｅ、及び７８ｆを含み、テーパが付けられた表面７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、７８ｄ、７８ｅ、及び７８ｆの各々は、好ましくは、フライス盤の複数の切断ツールのパス（ｐａｓｓ）及び種々のツールパス（ｔｏｏｌ  ｐａｔｈ）から生成される。持ち上げられた領域７０の他方の側は、好ましくは、形状、サイズ、及び方向において、テーパが付けられた表面７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、７８ｄ、７８ｅ、及び７８ｆの一部分と一致する、テーパが付けられた表面７８によって画定される。持ち上げられた領域７０は、ストリンガ５２と一致する長手方向の軸の周りで対称である。テーパが付けられた表面７８ｆは、テーパが付けられた表面７８ｆの半分が、ストリンガ５２の一方の側上にあり、テーパが付けられた表面７８ｆの他の半分が、ストリンガ５２の他方の側上にあるように、持ち上げられた領域７０上の中央に配置される。また、テーパが付けられた表面７８は、好ましくは、一定の厚さを有し、テーパが付けられた表面７８ｆは、ストリンガ５２と一致する長手方向の軸に対する断面内で湾曲している。テーパが付けられた表面７８ｆの最小厚さは、表面７８ａの一定の厚さと同じである。持ち上げられた領域７０の最大の厚さは、好ましくは、ストリンガ５２に対して横断する様式で平坦な、テーパが付けられた表面７８ｆにおいて存在する。したがって、テーパが付けられた表面７８ｆは、持ち上げられた領域７０の高いポイント又は頂点を形成する。例えば、一方の側から他方の側へ持ち上げられた領域７０を横切る排水のための１つの経路は、曲率半径８２において始まり、テーパが付けられた表面７８ａに至り、テーパが付けられた表面７８ｆ上に至り、その後、持ち上げられた領域７０の他方の側へ下る。１以上の実施形態では、テーパが付けられた表面７８ｂ、７８ａ、及び７８ｆは、外板５４の横方向の隆起部分７４と一体であり、テーパが付けられた表面７８ｅは、ウェブ５８と一体である。１以上の構成では、テーパが付けられた表面７８の１以上及び／又はテーパが付けられた遠位端６２が、湾曲している。
【００３０】
複数のテーパが付けられた表面７８及びテーパが付けられた遠位端６２を有する持ち上げられた領域７０は、好ましくは、構造用部品の形状及び荷重要件にしたがって、フライス盤の中へ入力されたパラメータに基づいて、フライス盤を用いて形成される。ランアウト６６及び持ち上げられた領域７０を有する各ストリンガ５２は、図１のＵ形状のカットアウト１４のセグメント３０の一定な曲率半径によって画定されたものよりも、大きい排水のための開口部を画定する。なぜなら、Ｕ形状のカットアウト１４のサイズは、フライス盤のボールエンドカッターのシングルパスの曲率半径によって限定されるからである。各持ち上げられた領域７０は、テーパが付けられた表面７８の使用を伴って、ボールエンドカッターのシングルパスによって生成され得るものよりも大きい排水のための開口部を画定する一方で、応力を外板５４へ均等に分散させることによって、ストリンガ５２の端部における局所的な応力を低減させもする。
【００３１】
各持ち上げられた領域７０は、ストリンガ５２の遠位端から扇状に広がる。各ストリンガ５２の持ち上げられた領域７０の対向する側部は、各々、外板５４の横方向の隆起部分７４の近傍内にあるまで、好ましくは、その長さの全部又は一部に沿って直線的又は線形な逆テーパ８０によって画定される。ストリンガ５２の持ち上げられた領域７０は、ウェブ５８が持ち上げられた領域７０の中へ先細りするにしたがって、及び持ち上げられた領域７０が、ストリンガ５２の遠位端６０を超えて、横方向の隆起部分７４の中へ延伸するのにもしたがって、ウェブ５８の高さに対してほぼ垂直に広がる。各ストリンガ５２の各持ち上げられた領域７０は、持ち上げられた領域７０が、横方向の隆起部分７４と一体になるように、持ち上げられた横断領域７４の対向する側の中へ連なる。各ストリンガ５２の持ち上げられた領域７０は、リブ５６が、外板５４の横方向の隆起部分７４と共に、ストリンガ５２によって以前に伝達された荷重の一部分を伝達するように、各持ち上げられた領域７０の最も広い幅において横方向の隆起部分７４の中へ連なる。
【００３２】
１以上の構成では、持ち上げられた領域７０が最も幅広の場合に、各ウェブ５８のウェブ高さＷｈが最も低く、ウェブ５８のテーパが付けられた遠位端部６２が、持ち上げられた領域７０の対向する側部上の逆テーパ８０の開始にほぼ一致するポイントで開始する。各持ち上げられた領域７０の対向する側部の各々上の逆テーパ８０は、持ち上げられた領域７０の各側部上の逆テーパの程度が、ほぼ同じとなるように、互いに一致する。
【００３３】
１以上の構成は、第１及び第２のストリンガ５２のストリンガアセンブリを含み、第１及び第２のストリンガ５２のウェブ５８のテーパが付けられた遠位端部６２を超える持ち上げられた領域７０の各々の幅は、第１及び第２のストリンガ５２のウェブ５８の各々のウェブ高さＷｈに一致する。１以上の他の構成は、第１及び第２のストリンガ５２のストリンガアセンブリを含み、第１及び第２のストリンガ５２のウェブ５８のテーパが付けられた遠位端部６２を超える持ち上げられた領域７０の各々の幅は、第１及び第２のストリンガ５２のウェブ５８の各々のウェブ高さＷｈとほぼ等しい。１以上の他の構成は、第１及び第２のストリンガ５２のストリンガアセンブリを含み、第１及び第２のストリンガ５２のウェブ５８のテーパが付けられた遠位端部６２を超える持ち上げられた領域７０の各々の幅は、第１及び第２のストリンガ５２のウェブ５８の各々のウェブ高さＷｈよりも大きい。
【００３４】
ストリンガ５２、及び横方向の隆起部分７４を有する外板５４は、好ましくは、ボールエンドカッターの曲率半径が、ストリンガ５２のウェブ５８と外板５４との間の曲率半径８２を画定するように、ボールエンドカッターのシングルパスによってミル加工される。曲率半径８２は、好ましくは、ランアウト６６を含んで、ストリンガ５２の各々の全体の長さの両方の側に沿って、且つ横方向の隆起部分７４の各々の両側に沿って、延在する。単一の連続的な曲率半径８２が、好ましくは、ストリンガ５２のうちの１つのウェブ５８の一方の側にほぼ沿って延在し、持ち上げられた領域７０の一方の側にほぼ沿って延在し、逆テーパ８０の一方の側を画定して、且つ外板５４の横方向の隆起部分７４の一部分の一方の側にほぼ沿って延在する。図２で最もよく示されるように、曲率半径８２の一部分は、複数のテーパが付けられた表面７８と共に、持ち上げられた領域７０の部分を形成する。
【００３５】
図３は、横方向のリブ１１６によって二分されたテーパが付けられた端部を有する、不連続な第１及び第２のストリンガ１１２を有する一体的に機械加工された外板１１４のπ結合された構造体１１０の斜視図を示している。ストリンガ１１２は、互いに端部と端部とがほぼ長手方向に位置合わせされ、外板１１４と一体になっている。図４は、図３のπ結合された構造体１１０の連続的な横方向のリブ１１６を有する、一体化された外板１１４及びストリンガ１１２の構成の端面図を示している。π結合された構造体１１０は、持ち上げられた領域７０、１３０を有するランアウト６６、１２６が異なるということを除いて、π結合された構造体５０と類似する。
【００３６】
ストリンガ１１２は、各々、ウェブ高さＷｈ及び遠位端１２０を有するウェブ１１８を含む。各遠位端１２０は、好ましくは、その長さの全部又は一部に沿って直線的又は線形な、テーパが付けられた遠位端部１３２を含む。ウェブ高さＷｈは、ウェブ高さＷｈが、テーパが付けられた遠位端部１３２のために減少し始める、テーパが付けられた遠位端部１３２まで、ストリンガ１１２の全体の長さに沿って同じ高さであり得る。各ストリンガ１１２のテーパが付けられた遠位端部１３２は、好ましくは、その長さの全部又はほとんどの部分に沿って直線的又は線形である。
【００３７】
１以上の構成では、各ストリンガ１１２は、対応する遠位端１２０の少なくともテーパが付けられた遠位端部１３２によって、及びストリンガ１１２の遠位端１２０を長手方向及び横方向に超えて延在する、外板１１４の厚さを増加させる持ち上げられた領域１３０によって、画定されたランアウト１２６を更に含む。テーパが付けられた遠位端１３２は、ウェブ高さＷｈが減少するにしたがって、各ランアウト１２６の持ち上げられた領域１３０の中へ連なり、その中へ遷移する。ウェブ１１８のテーパが付けられた遠位端部１３２は、持ち上げられた領域１３０の中へ先細りし、そこにおいて終端する。テーパが付けられた遠位端部１３２は、テーパが付けられた遠位端部１３２の下側端が、持ち上げられた領域１３０と一直線になるように、曲率が付けられた部分１５８を有し得る。
【００３８】
ストリンガ１１２、及び横方向の隆起部分１４４を有する外板１１４は、好ましくは、ボールエンドカッターの曲率半径が、ストリンガ１１２のウェブ１１８と外板１１４との間の曲率半径（隅肉）１４６を画定するように、ボールエンドカッターのシングルパスによってミル加工される。曲率半径１４６は、好ましくは、ランアウト１２６を含んで、ストリンガ１１２の各々の全体の長さの両方の側に沿って、且つ横方向の隆起部分１４４の各々の両側に沿って、延在する。単一の連続的な曲率半径１４６が、好ましくは、ストリンガ１１２のうちの１つのウェブ１１８の一方の側にほぼ沿って延在し、持ち上げられた領域１３０の一方の側にほぼ沿って延在し、逆テーパ１５２の一方の側を画定して、且つ外板１１４の横方向の隆起部分１４４の一部分の一方の側にほぼ沿って延在する。図３で最もよく示されるように、曲率半径１４６の一部分は、持ち上げられた領域１３０の部分を形成する。図４で最もよく示されるように、曲率半径１４６の上方の各持ち上げられた領域１３０は、別なやり方で、好ましくは、各逆テーパ１５２の間で平坦であり、湾曲した部分１５８の間でも平坦であり、又は、別なやり方で、テーパが付けられた遠位端部１３２の端部と、横方向の隆起部分１４４との間でも平坦である。それは、ストリンガ１１２の遠位端１２０と外板１１４の横方向の隆起部分１４４との間に排水のための開口部を提供するためである。
【００３９】
１以上の構成は、第１及び第２のストリンガ１１２のストリンガアセンブリを含み、第１及び第２のストリンガ１１２のウェブ１１８のテーパが付けられた遠位端部１３２を超える、持ち上げられた領域１３０の各々の幅は、第１及び第２のストリンガ１１２のウェブ１１８の各々のウェブ高さＷｈに一致する。１以上の他の構成は、第１及び第２のストリンガ１１２のストリンガアセンブリを含み、第１及び第２のストリンガ１１２のウェブ１１８のテーパが付けられた遠位端部１３２を超える、持ち上げられた領域１３０の各々の幅は、第１及び第２のストリンガ１１２のウェブ１１８の各々のウェブ高さＷｈとほぼ等しい。１以上の他の構成は、第１及び第２のストリンガ１１２のストリンガアセンブリを含み、第１及び第２のストリンガ１１２のウェブ１１８のテーパが付けられた遠位端部１３２を超える、持ち上げられた領域１３０の各々の幅は、第１及び第２のストリンガ１１２のウェブ１１８の各々のウェブ高さＷｈよりも大きい。
【００４０】
図５は、ストリンガ５２、１１２周辺の応力荷重を低減させ且つ排水を制御するための方法２００を示している。特に示されていなければ、図面の中で示され且つ本明細書の中において説明されるよりも多い又は少ない動作が実行され得る。更に、特に示されていなければ、これらの動作は、本明細書の中において説明されるのとは異なる順序でも実行され得る。
【００４１】
方法２００は、動作２０２で始まり、動作２０２では、ウェブ高さＷｈ、及びウェブ５８、１１８の遠位端においてランアウト６６、１２６を有する、ウェブ５８、１１８を含むストリンガ５２、１１２が提供される。動作２０４において、方法２００は、ウェブ５８、１１８の遠位端を超えて延在し、応力低減のためにランアウト６６、１２６を広げる、持ち上げられた領域７０、１３０を提供し、動作２０６において、方法２００は、ウェブ５８、１１８の遠位端部６２、１３２にテーパを付けること、及びウェブ高さＷｈが減少するにしたがって、テーパが付けられた遠位端部６２、１３２を持ち上げられた領域７０、１３０の中へ連続させることを含む。動作２０８において、方法２００は、テーパが付けられた遠位端部６２、１３２が持ち上げられた領域７０、１３０の中へ連なるにしたがって、及び持ち上げられた領域７０、１３０がウェブ５８、１１８の遠位端を超えて延伸するにしたがって、持ち上げられた領域７０、１３０が、ウェブ５８、１１８とほぼ垂直に広がるように、持ち上げられた領域７０、１３０の対向する側部に逆テーパを付けることを含む。動作２１０において、方法２００は、ストリンガ５２、１１２の持ち上げられた領域７０、１３０上で水を誘導することを含む。持ち上げられた領域７０、１３０を提供して、応力低減のためにランアウト６６、１２６を広げる方法２００は、互いに隣接する複数のテーパが付けられた表面７８も含み、テーパが付けられた表面７８を、持ち上げられた領域１３０上で集合的に水を誘導する傾斜面として方向付ける。
【００４２】
更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
条項１
横方向のリブ、ウェブ高さ及びウェブの遠位端においてランアウトを有する前記ウェブを備えた第１のストリンガであって、前記ランアウトが、少なくとも、前記ウェブの前記遠位端を超えて延在する持ち上げられた領域、及び前記ウェブ高さが減少するにしたがって、前記持ち上げられた領域の中へ連なる前記ウェブのテーパが付けられた遠位端部によって画定され、前記ウェブが前記持ち上げられた領域の中へ先細りするにしたがって、及び前記持ち上げられた領域が前記ウェブの前記遠位端を超えて延伸するにしたがって、前記持ち上げられた領域が前記ウェブに対してほぼ垂直に広がるように、前記持ち上げられた領域の対向する側部が、各々、逆テーパを含む、第１のストリンガ、並びに
前記第１のストリンガと長手方向に位置合わせされ、ウェブ高さ及びウェブの遠位端においてランアウトを有する前記ウェブを備えた第２のストリンガであって、前記ランアウトが、少なくとも、前記ウェブの前記遠位端を超えて延在する持ち上げられた領域、及び前記ウェブ高さが減少するにしたがって、前記持ち上げられた領域の中へ連なる前記ウェブのテーパが付けられた遠位端部によって画定され、前記ウェブが前記持ち上げられた領域の中へ先細りするにしたがって、及び前記持ち上げられた領域が前記ウェブの前記遠位端を超えて延伸するにしたがって、前記持ち上げられた領域が前記ウェブに対してほぼ垂直に広がるように、前記持ち上げられた領域の対向する側部が、各々、逆テーパを含む、第２のストリンガを備え、前記第１及び第２のストリンガの前記持ち上げられた領域が、前記横方向のリブに結合された外板の横方向の隆起部分の中へ連なり、前記第１及び第２のストリンガの前記遠位端が、前記横方向のリブによって二分される、ストリンガアセンブリ。
条項２
前記第１及び第２のストリンガの前記持ち上げられた領域が、各々、互いに隣接し、集合的に水を誘導する傾斜面として方向付けられ且つ構成された、複数のテーパが付けられた表面を備える、条項１に記載のストリンガアセンブリ。
条項３
前記第１のストリンガの前記持ち上げられた領域は、前記第１のストリンガの前記ウェブと前記外板との間に曲率半径を含み、前記曲率半径は、前記第１のストリンガの長さに沿って、及び前記横方向のリブに結合された前記外板の前記横方向の隆起部分の一方に沿って、延在し、前記第２のストリンガの前記持ち上げられた領域は、前記第２のストリンガの前記ウェブと前記外板との間に曲率半径を含み、前記曲率半径は、前記第２のストリンガの長さに沿って、及び前記横方向のリブに結合された前記外板の前記横方向の隆起部分の他方に沿って、延在する、条項１又は２に記載のストリンガアセンブリ。
条項４
前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの前記テーパが付けられた遠位端部が、前記第１及び第２のストリンガの前記持ち上げられた領域の中へ終端する、条項１から３のいずれか一項に記載のストリンガアセンブリ。
条項５
前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの前記テーパが付けられた遠位端部が、前記外板の前記横方向の隆起部分の中へ連なる、条項１から４のいずれか一項に記載のストリンガアセンブリ。
条項６
前記持ち上げられた領域の各々の対向する側の前記逆テーパが、直線的である、条項１から５のいずれか一項に記載のストリンガアセンブリ。
条項７
前記第１及び第２のストリンガの各々の前記ウェブの前記ウェブ高さが、前記第１及び第２のストリンガの前記持ち上げられた領域が最も広くなる所で、最も低い、条項１から６のいずれか一項に記載のストリンガアセンブリ。
条項８
前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの前記テーパが付けられた遠位端部を超えた、前記第１及び第２のストリンガの前記持ち上げられた領域の各々の幅が、前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの各々の前記ウェブ高さと一致する、請求項１から７のいずれか一項に記載のストリンガアセンブリ。
条項９
前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの前記テーパが付けられた遠位端部を超えた、前記持ち上げられた領域の各々の幅が、前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの各々の前記ウェブ高さとほぼ等しい、請求項１から８のいずれか一項に記載のストリンガアセンブリ。
条項１０
前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの前記テーパが付けられた遠位端部を超えた、前記持ち上げられた領域の各々の幅が、前記第１及び第２のストリンガの前記ウェブの各々の前記ウェブ高さよりも広い、請求項１から９のいずれか一項に記載のストリンガアセンブリ。
【００４３】
上記の主題は例示の目的でのみ提供されており、限定として解釈すべきではない。図示され説明された例示的な実施形態や用途に従わなくとも、下記の請求の範囲に明記される本開示の真の本質と範囲から逸脱しなければ、本明細書で説明された主題に対して様々な修正や変更を行うことが可能である。
【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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