(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送機器（Ａ）用のパネル構造（１）であって、
第１面（３）及び反対側の第２面（４）を備え、前記第１面（３）と前記第２面（４）との間に厚み（５）を有するエリア広がり部を画定するエリア部材（２）と、
前記エリア部材（２）に取り付けられており、前記第１及び第２面（３，４）の少なくとも一方の上に延びている複数の長尺状のスティフナ部材（６）とを備えており、
前記スティフナ部材（６）の少なくとも１つが、分枝点（Ｐ）において、少なくとも２つの分枝スティフナ部材（６’）へと分枝又は分岐しており、
他の前記スティフナ部材（６）の少なくとも１つは、その全長に渡り分枝又は分岐しておらず、
前記少なくとも２つの分枝スティフナ部材（６’）は、それぞれ前記分枝点（Ｐ）から離れるように延びており、かつ、前記分枝点（Ｐ）を除きその全長にわたり互いに接触しないよう離間している、パネル構造（１）。
【請求項２】
前記分枝スティフナ部材（６’）が分枝点（Ｐ）から離れて延びていくにつれて、前記分枝スティフナ部材（６’）間の分枝角又は分岐角（β）が減少していく、請求項１に記載のパネル構造（１）。
【請求項３】
前記分枝スティフナ部材（６’）が分枝点（Ｐ）から離れて延びていくにつれて、前記分枝スティフナ部材（６’）の少なくとも一方が、曲がり部又は折れ部（Ｋ）を介して、前記分岐角（β）を低減していく又は減少させていくように延びている、請求項１又は２に記載のパネル構造（１）。
【請求項４】
前記少なくとも一方の分枝スティフナ部材（６’）の前記曲がり部又は折れ部（Ｋ）が、角（γ）を介して、もう一方の分枝スティフナ部材（６’）へと戻っている、請求項３に記載のパネル構造（１）。
【請求項５】
複数の前記スティフナ部材（６）の各々が、それぞれの分枝点（Ｐ）において、２つ以上の分枝スティフナ部材（６’）へと分枝又は分岐している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパネル構造（１）。
【請求項６】
前記それぞれの分枝点（Ｐ）が、互いに対して分散しており又はずれている、請求項５に記載のパネル構造（１）。
【請求項７】
前記スティフナ部材（６）及び前記分枝スティフナ部材（６’）が、前記パネル構造（１）の局所領域に、隣接するスティフナ部材（６）及び／又は隣接する分枝スティフナ部材（６’）間のほぼ均一なピッチ又は間隔（８）を提供するように配されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のパネル構造（１）。
【請求項８】
前記エリア領域（２）の前記厚み（５）が、実質的に一定の状態を維持している、請求項１〜７のいずれか１項に記載のパネル構造（１）。
【請求項９】
輸送機器（Ａ）用のパネル構造（１）の製造方法であって、
第１面（３）及び反対側の第２面（４）を備え、前記第１面（３）と前記第２面（４）との間に厚み（５）を有するエリア広がり部を画定するエリア部材（２）を提供する工程と、
前記エリア部材（２）に取り付けるために、前記第１及び第２面（３，４）の少なくとも一方の上に延びている複数の長尺状のスティフナ部材（６）を配する工程とを備えており、
前記スティフナ部材（６）を配する前記工程が、前記スティフナ部材（６）の少なくとも１つを、その全長に渡り分枝又は分岐させず、かつ、他の前記スティフナ部材（６）の少なくとも１つを、分枝点（Ｐ）において、少なくとも２つの分枝スティフナ部材（６’）へと分枝又は分岐させることを含み、
前記少なくとも２つの分枝スティフナ部材（６’）は、それぞれ前記分枝点（Ｐ）から離れるように延びており、かつ、前記分枝点（Ｐ）を除きその全長にわたり互いに接触しないように離間される、方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのスティフナ部材（６）における前記分枝点（Ｐ）の位置が、以下に基づいて選択される、請求項９に記載の方法：
前記少なくとも１つのスティフナ部材（６）に隣接している前記エリア部材（２）の領域（７）の座屈閾値、及び、該領域（７）における前記エリア部材（２）のために必要な最小設計荷重、並びに／又は、
前記少なくとも１つのスティフナ部材（６）における最大許容縦力。
【請求項１１】
前記スティフナ部材（６）を配する前記工程が、前記分枝スティフナ部材（６’）が分枝点（Ｐ）から離れて延びていくにつれて、前記分枝スティフナ部材（６’）間の分岐角（β）を減少させることを備えている、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スティフナ部材（６）を配する前記工程が、前記分枝スティフナ部材（６’）が分枝点（Ｐ）から離れて延びていくにつれて、前記分枝スティフナ部材（６’）の少なくとも一方を、曲がり部又は折れ部（Ｋ）を介して、前記分岐角（β）を低減させていくように延ばすことを備えている、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記スティフナ部材（６）を配する前記工程が、複数の前記スティフナ部材（６）を、それぞれの分枝点（Ｐ）において、２つ以上の分枝スティフナ部材（６’）へと分枝又は分岐させることを備えており、
前記分枝点（Ｐ）を互いに対して分散させる又はずらす工程をさらに備えている、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記スティフナ部材（６）を配する前記工程が、前記スティフナ部材（６）の位置に関する予備的なデジタルモデリングを備えている、及び／又は、
前記方法が、前記エリア部材（２）及び／若しくは前記スティフナ部材（６）の一方若しくは両方が一体構造として堆積及び構築される、若しくは、前記方法が、繊維強化ポリマーのスティフナ部材（６）を前記エリア部材（２）に接着及び／若しくは固定することを備えている、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のパネル構造（１）及び／又は請求項９〜１４のいずれか１項に記載の方法により形成されたパネル構造（１）のうち少なくとも１つを含む輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輸送機器用、特に航空機又は宇宙船用のパネル構造、及び、そのようなパネル構造並びにそのようなパネル構造を含む輸送機器を製造するための新たな方法に関する。本発明は、特に航空機又は宇宙船において使用するために設計されているが、本発明は、航海用輸送機器、又は、鉄道及び／若しくは自動車のような陸上輸送機器の用途において採用されてもよい。
【背景技術】
【０００２】
航空機及び航空宇宙産業では、補剛（stiffened）パネル、特にストリンガ補剛パネルは、軽量構造の解決手段として標準化してきた。実際に、現代の旅客航空機の一般に９０％を超える胴体又は「外板」は、ストリンガ補剛パネルとして設計されている。この点において、「ストリンガ」は、構造パネル又はエリア部材の、平面外へ曲げ剛性を増加させる補剛部材である。ストリンガを用いることにより、パネルは、圧縮荷重又はせん断荷重下における全体座屈に対して補強される。その結果、パネル部材自身を単に厚くすることに比べて、構造重量が小さくなるというハンディを有しながらも、パネル部材の不安定性および崩壊荷重は、より高荷重側へとシフトする。ストリンガはまた、パネル部材又は外板のあらゆる座屈の面積を、ストリンガ（すなわち「外板区画（skin bay）」）の間の局所領域に限定し、それによって、いわゆる局部座屈を提供する。座屈範囲の寸法（すなわち、外板区画のサイズ）を小さくすることにより、パネル部材又は外板の座屈強度を増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
燃費を最適化するため、航空機の質量を低減することを目的とする設計努力は絶えず行われているが、航空機の構造の強度や安全性を損なわずに試験規格を満たすことが重要であることに変わりはない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような背景において、本発明者は、輸送機器用、特に航空機用の新規な改良されたパネル構造を発明した。該パネル構造は、現在の安全及び試験規格を満たすものでありながら、構造質量の低減も可能である。
【０００５】
本発明によれば、請求項１に記載の輸送機器用、特に航空機又は宇宙船用のパネル構造、及び、請求項９に記載のそのようなパネル構造を製造するための新たな方法が提供される。さらに、請求項１５に記載のそのような輸送機器、特に航空機又は宇宙船もまた、提供される。好ましい特徴は、従属請求項に記載される。
【０００６】
したがって、一態様によれば、本発明は、輸送機器用、特に航空機又は宇宙船用のパネル構造を提供する。該パネル構造は、パネル部材又は外板部材のようなエリア部材と、該エリア部材に取り付けられており、該エリア部材の少なくとも一方の側面上に延びている複数の長尺状のスティフナ部材とを備えており、該複数のスティフナ部材の少なくとも１つが、分枝点又は分岐点において、２つ以上の分枝スティフナ部材へと分枝又は分岐している。典型的には、該エリア部材は、エリア広がり部を有し、第１側面及び反対側の第２側面を備えており、該エリア部材の厚みは、該第１側面と該第２側面との間に画定される。該スティフナ部材は、該エリア部材に取り付けられており、該第１側面及び該第２側面の少なくとも一方の上に延びている。
【０００７】
このようにして、本発明は、上記エリア部材又はパネル部材内の使用時に比較的高い荷重に晒される領域において上記スティフナ部材の間隔又はピッチを修正するために、該スティフナ部材の分枝、特に分岐を採用した、新規な改良されたパネル構造を提供する。すなわち、該スティフナ部材を少なくとも２つの分枝スティフナ部材に分枝又は分岐することにより、該エリア部材又はパネル部材の該領域におけるスティフナ密度を増加させる（すなわち、該スティフナ部材の間隔又はピッチを減少させる）ことができるようになる。 したがって、スティフナ部材が２つを超える分枝スティフナ部材（例えば、「３分岐」又は「４分岐」）に分割されてもよいことを、本発明が意図していることは理解されるであろう。しかしながら、簡略化のために、本明細書において使用される用語「分岐した（bifurated）」及びその変形（例えば、「分岐（bifuration）」など）は、ある部材の２つ以上の分枝部材への分割又は分枝のこととして理解されるものであって、分枝部材を２つのみに限定するものではない。パネル構造を不均一荷重に対して局所的に強化するには、従来では、該エリア部材又はパネル部材を局所的に厚くしていたのに対し、本発明は、より低い重量で、より経済的な設計アプローチを提供する。特に、分岐したスティフナ部材（例えば、ストリンガ）を用いることにより、比較的少ない追加重量により補剛されたパネル構造の設計において、より大きな自由度が得られる。なお、本開示において、用語「エリア部材」は、パネル、外板又はシートのような部材についての総称であり、それらの対向する表面又は側面の間の厚み寸法よりも相対的に大きい該表面又は側面の間のエリア広がり部を示すものである。
【０００８】
従来のパネル構造の設計では、上記スティフナ部材（例えば、ストリンガ）の均一なピッチは、通常、設計の早い段階で決定されるものであった。従来の設計工程において、該ストリンガ間の外板区画が座屈を経験すると、影響を受ける外板区画における該外板の厚みは、次には増加させられる。しかしながら、座屈を防ぐために外板の厚みを増加することは、スティフナを付与することに比べると、非常に効果が小さい。このことは、局部座屈における該外板部材の座屈強度と、全体座屈に対する該スティフナの座屈強度との、異なる非線形の関係によるものである。該外板の局部座屈強度は、その厚みの２乗に比例し、スティフナの全体座屈強度は、典型的には該スティフナの高さの３乗に比例する。該外板の厚みは、通常は該スティフナの高さよりも小さく、座屈を防止するためには、該スティフナよりも非常に多くの質量を該外板に追加する必要がある。したがって、本発明のパネル構造における上記分岐スティフナ部材は、実用的な新規の軽量パネル構造設計を提供する。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、上記分枝スティフナ部材が分枝点から離れて延びていくにつれて、該分枝スティフナ部材間の分岐角が減少していく。換言すれば、該分枝スティフナ部材は、望ましくは、分岐点から離れて延びていくにつれ広がりが小さくなり、分岐後に該分枝スティフナ部材が続いて互いに略平行に延びる経路を辿ってもよい。このために、該分枝スティフナ部材が分枝点から離れて延びていくにつれて、該２つの分枝スティフナ部材の少なくとも一方、必要に応じて両方は、曲がり部又は折れ部を介して、該分岐角を低減していく又は減少させていくように延びていてもよい。特に、該少なくとも一方の分枝スティフナ部材の該曲がり部又は折れ部は、好ましくは、所定の角を介して、もう一方の分枝スティフナ部材へと戻っている。最初の分岐後に該スティフナ部材の経路又は方向がこのように変化することは、該スティフナ部材及び／又は分枝スティフナ部材の異なる間隔又はピッチ間の変化を平滑化するのに有用である。
【００１０】
特に好ましい実施形態では、上記エリア部材における複数の上記スティフナ部材の各々は、それぞれの分枝点又は分岐点において、少なくとも２つの分枝スティフナ部材へと分枝又は分岐している。したがって、該それぞれの分岐点又は分枝点は、好ましくは、互いに対して分散しており又はずれており、特に、周方向に互いにずれている又は分散している。該分岐点又は分枝点の分散した位置又はずれた位置は、概して、上記パネル構造の一領域における一方のストリンガ間隔又はピッチから、該パネル構造の隣り合う領域における他方のストリンガ間隔又はピッチまでの変化を平滑化するのに有用である。
【００１１】
好ましい実施形態では、上記スティフナ部材及び分枝スティフナ部材は、上記パネル構造の局所領域に、隣接するスティフナ部材及び／又は隣接する分枝スティフナ部材間のほぼ均一なピッチ又は間隔を提供するように配されている。
【００１２】
本発明の特に好ましい実施形態では、上記パネル構造の上記エリア部材（すなわち、パネル部材又は外板部材）は、航空機の胴体における耐圧壁に典型的に見られるような丸みを帯びた形状、又はテーパ形状、又は一般的な矩形形状を有している。この点において、該パネル構造は、不均一な内部荷重を有するパネル及び／又は不均一な若しくは集中する外部荷重を有するパネルに特に適している。
【００１３】
好ましい実施形態では、上記パネル構造は、例えば、２つ以上のエリア部材又はパネル部材の間に配されると共にそれらに取り付けられた複数のスティフナ部材を含み得る構造要素の一部を備えていてもよく、それによって、該スティフナ部材は、それぞれのエリア部材又はパネル部材によって収容された及び／又は覆われた補強フレームワーク又は補強構造を形成する。
【００１４】
他の態様によれば、本発明は、輸送機器用、特に航空機又は宇宙船用のパネル構造の製造方法を提供する。該方法は、
第１面及び反対側の第２面を有しており、該第１面と該第２面との間に厚みを備えるエリア広がり部を画定するエリア部材、特にパネル部材又は外板部材を提供する工程と、
該エリア部材に取り付けるために、該第１及び第２面の少なくとも一方の上に延びている複数の長尺状のスティフナ部材を配する工程とを備えており、
該スティフナ部材を配する該工程が、該スティフナ部材の少なくとも１つを、分枝点又は分岐点において、２つ以上の分枝スティフナ部材へと分枝又は分岐させることを備えている。
【００１５】
好ましい実施形態では、上記少なくとも１つのスティフナにおける上記分枝点の位置は、以下に基づいて選択される：該少なくとも１つのスティフナ部材に隣接している上記エリア部材の領域の座屈閾値、及び、該領域における該エリア部材のために必要な最小設計荷重；並びに／又は、該少なくとも１つのスティフナ部材における最大許容縦力。
【００１６】
上でも説明したように、好ましい実施形態では、上記スティフナ部材を配する上記工程は、上記分枝スティフナ部材が上記分枝点から離れて延びていくにつれて、該分枝スティフナ部材間の分枝角又は分岐角を減少させることを備えている。より好ましくは、該スティフナ部材を配する該工程は、該分枝スティフナ部材が該分枝点から離れて延びていくにつれて、該分枝スティフナ部材の少なくとも一方、必要に応じて両方を、曲がり部又は折れ部を介して、該分枝角又は分岐角を低減していく又は減少させていくように延ばすこと又は向かわせることを含む。
【００１７】
本発明の特に好ましい実施形態では、上記スティフナ部材を配する上記工程は、複数の該スティフナ部材を、それぞれの分枝点において、２つ以上の分枝スティフナ部材へと分岐させることを備えている。また、該方法は、好ましくは以下をさらに含んでいてもよい：該分枝点を互いに対して分散させる又はずらす工程；例えば、該分岐点を互いに周方向にずらす工程。
【００１８】
好ましい実施形態では、上記スティフナ部材を配する上記工程は、該スティフナ部材の位置に関するデジタルモデリングを備えている。上記パネル構造を製造する方法は、好ましくは、積層造形（ＡＬＭ）技術を含む。ＡＬＭは、幾何学的な制約に関して、高い設計柔軟性を提供する。この点において、ＡＬＭは、上記エリア部材と、該エリア部材の少なくとも一方の表面又は側面に固定されて該表面又は側面上に延びている該スティフナ部材との両方を（例えば、該パネル構造のデジタルモデルに基づいて）一体構造又は単体構造として堆積及び構築するように、用いられてもよい。別の実施形態では、該パネル構造スティフナ部材は、予備成形エリア部材上に堆積及び構築されると共に予備成形エリア部材に取り付けられてもよい。該パネル構造の該製造方法は、必ずしもＡＬＭ技術を採用する必要はなく、フライス加工、鋳造、リベット打ち、溶接や、複合材料（例えば、繊維強化ポリマーＦＲＰ複合体）を接着及び／又は固定により接合する技術のような、他の製造工程を備えていてもよい。
【００１９】
さらなる態様によれば、本発明は、上述の実施形態のいずれか１つに係るパネル構造のうち少なくとも１つ、好ましくは複数を含む輸送機器、特に航空機又は宇宙船を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明及びその利点のより完璧な理解のため、本発明の例示の実施形態を、以下の説明において添付の図面を参照しつつより詳細に説明する。これらの図面において、類似の参照番号は類似の部品を示す。
【００２１】
【図１】図１は、本発明のパネル構造に適した範囲を（濃い部分又は斜線で）示している、航空機の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、及び（ｃ）側面図を示す。すなわち、現代の旅客航空機の９０％以上が、ストリンガ補剛パネルを含んでいる。
【図２】図２は、フレーム及びストリンガを備えた典型的な航空機の胴体設計の一例を示す。
【図３】図３は、典型的なストリンガパターンを備えた矩形状のストリンガ補剛パネル構造の一例を示す。
【図４】図４は、翼内に見られる平行なストリンガを備えたテーパ状のパネル構造の一例を示す。
【図５】図５は、航空機の胴体の内部における耐圧壁のための、丸みを帯びて球状に湾曲した補剛パネル構造の一例を示す。
【図６】図６は、典型的な想定される一定の荷重を受けた従来のストリンガ補剛パネル構造の模式的斜視図である。
【図７】図７は、（ａ）端面図、及び（ｂ）平面図に示された、理想化された従来の矩形状のストリンガ補剛パネル構造である。この均一荷重（矢印）の結果、ストリンガのピッチ及び外板の厚みは均一となる。該ストリンガのピッチと外板の厚みを均一に保つことによって、該パネルはこの種の荷重に最適化されている。
【図８】図８は、（ａ）端面図、及び（ｂ）平面図に示された、現実世界の不均一荷重を左端に受けている従来の形状の矩形状のストリンガ補剛パネル構造の一例を示す（注：明確性のため、左右のパネル短辺にかかる荷重の不均一性より生じるパネル長辺に沿ったせん断は、示されていない）。
【図９】図９は、不均一荷重を受けている最先端の矩形状のストリンガ補剛パネル構造の一例を示す。このパネル構造は、均一なストリンガピッチを有しているが、外板の厚みが多様で不均一となっており、それによって座屈を防止する。
【図１０】図１０は、巨大スイレンであるパラグアイオニバスの葉の底面における、補剛要素のパターンを示す。
【図１１】図１１は、真っ直ぐな放射状のストリンガを備えた、円形状又は球状のストリンガ補剛パネルの一例を示す。座屈域の幅ｂは、半径ｒにより変化する。
【図１２】図１２は、円形状又は球状のストリンガ補剛パネル構造における種々の補剛配置についての比較を示す。（ａ）古典的な真っ直ぐな放射状の（及び円周状の）ストリンガパターンであって、座屈域の大きさが中心から外縁に向かって増加している；（ｂ）シンプルに分岐した放射状のスティフナであって、これによって中心から外縁に向かう座屈域の大きさが変化している；及び（ｃ）本発明の実施形態に係るスティフナ配置であって、異なる半径位置における分岐点を備える分岐された放射状のストリンガと、分岐後に折れ曲がったスティフナとを有している。それによって、座屈域の大きさを、パネル範囲にわたり概ね均一に又は可能な限り均一に維持する。
【図１３】図１３は、放射状の分岐ストリンガを備えた、実施形態における円形状又は球状のパネル構造上のストリンガ配置の略図である。該分岐点は異なる半径位置ｒに位置し、該分岐点から生じた分岐ストリンガ対が互いの方へと折れ曲がっており、それによって、座屈域の幅ｂを半径ｒにわたり可能な限り均一に維持する。その結果、座屈域の大きさは、図１２（ａ）及び（ｂ）に示されるストリンガ配置に比べてより均一になる。
【図１４】図１４は、（ａ）均一なストリンガピッチを有する従来のストリンガ配置を備えた矩形状のパネル構造、及び（ｂ）本発明の実施形態に係る分岐ストリンガ配置を備えた矩形状のパネル構造の模式図である。
【図１５】図１５は、（ａ）端面図、及び（ｂ）平面図に示された、本発明の実施形態に係る、不均一荷重を受けている分岐ストリンガ配置を備えた矩形状のパネル構造の一例であって、パネル外板の均一な厚みを維持するように、異なるＸ軸データにおいて分散している又はずれている分岐点を備えている。
【図１６】図１６は、分岐点Ｐ、分岐角β、折れ部Ｋ及び折り返し角γの模式図である。
【図１７】図１７は、例えば、航空機の胴体の内部における後方耐圧壁として用いられてもよい、円形状及び球状に湾曲したパネル構造の実施形態を示す。
【図１８】図１８は、航空機の補助翼又はスポイラとしての用途における、本発明に係る矩形状のパネル構造の実施形態である。分岐点を有する中のスティフナを示すため、頂部の外板部材は除外されている。
【図１９】図１９は、（ａ）端面図、及び（ｂ）平面図に示された、従来の平行スティフナ配置を備えた最先端のテーパ状のパネル構造の一例を示す。
【図２０】図２０は、（ａ）端面図、及び（ｂ）平面図に示された、従来の同軸スティフナ配置を備えた最先端のテーパ状のパネル構造の一例を示す。
【図２１】図２１は、（ａ）端面図、及び（ｂ）平面図に示された、分岐スティフナ配置を備えた本発明のテーパ状のパネル構造の実施形態を示す。
【図２２】図２２は、座屈及びスティフナ分岐に関する、本発明に係るパネル設計方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、本発明の矩形状のパネル構造のためのスティフナ配置の例である。具体的には、（ａ）ストリンガピッチ比４：９（左：右）のスティフナ配置、（ｂ）ストリンガピッチ比４：１１のスティフナ配置である。これらの例は、共に長手方向スティフナのみを有している。例（ｃ）及び（ｄ）は、例（ａ）及び（ｂ）におけるストリンガピッチ比と同様のストリンガピッチ比を有しているが、長手方向スティフナを横方向に支持するための横方向スティフナを含んでいる。
【図２４】図２４は、本発明に係るパネル設計方法の実施形態を示すフローチャートである。
【００２２】
添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含められ、本明細書に統合されると共に本明細書の一部を構成する。該図面は、本発明の特定の実施形態を示しており、詳細な説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。本発明の他の実施形態及び多くの本発明に伴う利点は、以下の詳細な説明を参照してより理解されるように、容易に理解されるであろう。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
商業的に実現可能な実施形態において有用又は必要であり得る一般的な及び／又は十分に理解される要素は、より抽象化された実施形態の表示を容易にするために、必ずしも示されていないことが理解される。図面の要素は、必ずしも相対的な縮尺では示されていない。さらに、方法の実施形態における所定の行為及び／又は工程は、特定の発生順序により記載又は示されてもよいことが理解されるが、当業者は、順序に関するそのような特殊性は必ずしも要求されないことを理解するであろう。また、本明細書で使用される用語及び表現は、本明細書において特定の意味が記載されている部分を除いて、それらの対応するそれぞれの調査及び研究範囲に関するそのような用語及び表現と一致する通常の意味を有することが理解されるであろう。
【００２４】
まず、図１には、胴体Ｆ、翼Ｗ、垂直尾翼Ｔ及び水平尾翼Ｈを有する民間旅客航空機Ａが示される。航空機Ａの９０％を超える外板は、図２に示される補剛パネルとして設計され、該補剛パネルにより構成される。特に、該外板のパネル部材は、平行かつ長手方向に延びているストリンガ部材Ｓと、円周状に延びているフレーム部材又はリブＲにより補剛されている。さらに、航空機Ａの内部パネル構造もまた、典型的にはストリンガ補剛パネルとして設計されている。例えば、これらは、桁及びリブを含む翼Ｗ、垂直及び水平安定板若しくは尾翼Ｔ、Ｈの部品並びにフラップ及び補助翼、並びに／又は、胴体Ｆ内側の耐圧壁ＢＨにおけるパネル構造を含んでいてもよい。図３〜５は、そのようなパネル構造の型式の一例を示す。したがって、本発明のパネル構造は、航空機産業における種々の用途の広い範囲において使用するのに適している。
【００２５】
例えば、図６に関し、従来のパネル構造１は、パネル部材又は外板部材２を備えており、パネル部材又は外板部材２は、パネル部材又は外板部材２の第１（すなわち、内側）側面又は面３、及びパネル部材又は外板部材２の第２（すなわち、外側）側面又は面４に、比較的小さい厚み５に対して比較的大きいエリア広がり部を有している。該パネル構造１は、例えば、湾曲した航空機胴体Ｆの一部を備えていてもよい。外板部材２の内側側面３は、外板部材２を補強するために外板部材２に取り付けられた長尺状のスティフナ部材６を備えているが、パネル部材又は外板部材２の外側側面４は、概ね平滑なままである。スティフナ部材６は、長手方向に延びているストリンガＳ（例えば、ハット型ストリンガ又はキャップ型ストリンガ）と、横方向に延びているフレーム部材又はリブＲとを含む。スティフナ部材６に囲まれた外板部材２の局所領域又は区域（すなわち、ストリンガＳ間及びリブＲ間）は、パネル「区画」又は外板「区画」７と称される。
【００２６】
従来のパネル構造１の設計では、スティフナ部材６（例えば、リブ又はストリンガ）の均一なピッチ又は間隔８，８’は、通常、設計の早い段階で決定されるものであった。例えば胴体パネル２における窓の空間のような他の制約を受けないのであれば、該ストリンガの均一なピッチは、ストリンガ補剛パネル構造１（図７参照）に作用する荷重を分散するための単純化された想定に由来する。例えば、パネル部材２の辺に沿って分散している均一な線状荷重Ｎが、通常は想定される。このような想定は、工数及び規模の適度な方法による汎用試験を確立するために作られており、種々の荷重を受ける全ての種類のパネルに汎用的に適用可能である。該荷重は、長期間にわたって変化する曲げ効果又は荷重をカバーするように、せいぜい直線的に変化（増加又は減少）すると仮定される程度である。現実における胴体や翼などのような航空機パネル構造１では、ストリンガ補剛パネル２の任意断面に沿った荷重Ｎ’はずっと複雑である。すなわち、該荷重は、均一でもなく、断面に沿って直線的に変化するものでもない。より現実的な荷重Ｎ’は、図８にパネル構造１の右辺に沿って示される。
【００２７】
このように、補剛パネル構造のための標準的な規模及び製造の方法による従来のパネル設計工程は、均一なストリンガピッチ８及びパネル構造１全体の一定の断面積による妥協を提供するだけである。ストリンガ６の規定された均一なピッチ８及び該方法の一定の断面積は、パネル構造１の全ての部品に適用されるが、これらの予め規定されたパラメータは、該パネルの単一の断面における１つの荷重状況に最適化されているだけである。該ストリンガピッチ又は間隔８は、従来の設計工程では、外板２の局部座屈を防止するほど最適化されておらず、外板又はパネル部材２の厚み５は、図９の斜線部によって示されるように、局所的に増加する。図９において、濃い斜線部は、厚みがさらに大きいことを示す。
【００２８】
構造の座屈を防止する機械的性質は、その曲げに耐える能力である。曲げ又は座屈に耐える能力は、ストリンガの全体座屈に比べて異なり、パネル区画又は外板区画におけるパネル部材又は外板部材の局部座屈にそれぞれ比例する。座屈理論は、外板が座屈に耐える能力を限界応力σcrit,skinにより説明する。パネル部材の応力がこの値よりも大きい場合、該パネルは座屈する。
【００２９】
限界応力σcrit,skinは、外板の厚みの２乗ｔskin2に比例する。
σcrit,skin 〜 ｔskin2          （式１）
一方で、ストリンガの座屈発生（onset）は、ストリンガの高さｈstringerの３乗に比例する。
σcrit,stringer 〜 ｈstringer3      （式２）
外板の厚みを増加することにより座屈を防止する効果は、ストリンガの構造的な高さを増加することより非常に小さいため、外板の厚みを増加させることは、外板の座屈を防止するための方法としては重量効率の低いものである。換言すれば、外板の局部座屈を防止するために外板の厚みを増加させる従来の解決方法は、重量を最小限にするには有益ではない。
【００３０】
本発明のパネル構造１は、巨大スイレン（オオオニバス及びパラグアイオニバス）に見られる生物学的解決方法より着想を得たスティフナ（ストリンガ）配置を採用することにより、これらの制約を回避している。また、この設計は、積層造形（ＡＬＭ）技術の類による近年の製造技術の設計自由度と組み合わせてもよい。該ＡＬＭとしては、例えば、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）及び選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）が挙げられる。したがって、ＡＬＭ技術により組立工数を減らしつつ高度に一体化された部品を製造することができるため、本発明に従い設計及び製造されたパネルは、重量をより小さくし得ると共に、経常費用を低減することも可能である。
【００３１】
図１０は、巨大スイレン（パラグアイオニバス）の葉の底面を示す。該底面は、概して放射状に向いているストリンガＳ及び円周状に位置している比較的小さなインターコスタルＣの配置により補剛されている。主ストリンガＳ及びインターコスタルＣは、平面状で外皮に類似している葉の部分である略二次元地帯又は区画Ｂを囲んでいる又は包囲している。主ストリンガＳ及びインターコスタルＣは、葉の中心に近接した中心点において開始し、葉の縁部に向かって径方向へと広がっている。したがって、隣接するストリンガ間の円周距離は、葉の中心からの距離が増加するにつれて増加する。しかしながら、二つの主ストリンガＳ間の円周距離が特定の値を超えると、該主ストリンガは、２つ以上の分枝ストリンガＳ’に分岐し、それによって該ストリンガＳ、Ｓ’間の距離を特定の範囲内に維持する。主ストリンガＳの分岐は、植物が外皮区画Ｂの範囲を制御することを補助していると考えられている。すなわち、巨大スイレンは、そのスティフナ部材Ｓ，Ｓ’のピッチ又は間隔を、物質代謝及び構造的荷重に関するその特別な要求に対して局所的に適合させている。このことは、巨大スイレンが、葉を構築するエネルギー及び材料の消費を最小にして、太陽光から取り入れるエネルギーを最大化することを補助している。そして、工業材料に比べて植物繊維の強度及び弾性率が比較的低いことを考慮すると、この葉の剛性は目を見張るものがある。
【００３２】
このように、本発明に係るパネル構造１の重要な特徴は、（局部）座屈域の大きさを制御するために、スティフナ分岐を使用することに関する。特に、本発明のパネル設計は、座屈を防止するように外板区画７（すなわち、座屈域）の大きさを適合させて、強度及び剛性の要求を満足する最低限の外板の厚み５を採用している。提示の設計では、このことは、外板の厚みを増加させることなく、座屈域又は外板区画７の大きさを、各領域における座屈の要求を満たすように、区画ごとに局所的に変化させることによって成すことができる。その代わり、パネル部材２の影響を受ける領域におけるスティフナ部材６の数を増加させる。スティフナ密度が比較的小さいパネル部材２の領域と、スティフナ密度が比較的大きいパネル部材２の領域との間における変化地帯では、スティフナ部材６は、巨大スイレンの葉の主ストリンガＳと同様に分岐し得る。
【００３３】
巨大スイレンより着想を得たスティフナ配置を有する本発明のパネル構造１と、従来の最先端のスティフナ配置との違いを強調するため、図１１及び図１２を参照する。
【００３４】
図１１は、円形状又は球形状のストリンガ補剛パネルのための従来のスティフナ配置を示す。スティフナ６自身は直線状であり、パネル２の中心から該パネルの外縁へと放射状に延びている。この形状では、座屈域の幅ｂが、半径ｒにより変化する（すなわち、ｂ（ｒ2）＞ｂ（ｒ1））。
【００３５】
図１２は、異なるスティフナ配置を有するパネル構造１を比較している。各ストリンガ配置（ａ）及び（ｂ）は、半径ｒにより変化するストリンガピッチ（ｂ）（すなわち、ｂ（ｒ））を有する。
ｂ（ｒ） ≠ 定数      （式３）
これに対し、本発明の概念を適用することにより、図１２（ｃ）に示すスティフナ配置を有するパネル構造１が達成され得る。スティフナ６分岐の１つ及びパネル２の最も内側の中心の位置を除いて、放射状のスティフナ６のピッチ８は、半径全体においてほぼ一定に維持されている。
ｂ（ｒ） ≒ 定数      （式４）
さらに、スティフナ６の分岐点Ｐは、図１２（ｂ）の原則として示されるような共通の半径ｒには位置していない。その代わり、分岐Ｐの位置は、様々な半径ｒを有している。この原則は、図１３を参照して、より明確に理解され得ると考えられる。すなわち、あるストリンガピッチｂ（ｒ1）から別のストリンガｂ（ｒ2）への変化が平滑化され得ると共に、ストリンガピッチ（ｂ）が様々なパネル半径において概ね均一に維持され得る。さらに、略二次元パネル区画又は外板区画７（すなわち、局部座屈域）は、様々な半径ｒ1及びｒ2とほぼ同じ大きさに維持される。
【００３６】
円形状又は球状に湾曲したストリンガ補剛パネル部材又は外板部材２を備えた本発明のパネル構造１の開発に加えて、分岐スティフナ６を有するパネル構造１の基本原理は、図１４及び図１５に示される矩形状のパネルに採用することができる。図１４は、図１４（ａ）の均一なピッチを有するように配置されたストリンガを備えた従来のパネル構造と、図１４（ｂ）の分岐しているストリンガ６を有する本発明の実施形態に係るパネル構造１とを比較する。図１５は、不均一な側面荷重Ｎ’を受けた本発明の実施形態に係る矩形状のパネル構造１を示す。パネル構造１は、パネル部材２の長手方向に延びているスティフナ６（例えば、ストリンガ）を有しており、３つのストリンガ６がそれぞれの分岐点Ｐにおいて、少なくとも２つの分岐ストリンガ６’に分岐している。分岐点Ｐは、パネル又は外板部材２の均一な厚み５を維持するように、必要な局部座屈強度に応じて異なるＸ軸データにおいて互いに分散している又はずれている。
【００３７】
スティフナ６の分岐角βは、通常は約６０°であるが、異なっていてもよく、好ましくは±２０°の範囲で異なっていてもよい。上述したように、分岐した分枝スティフナ６’は、分岐点Ｐの後において同じ分岐角βにて真っ直ぐに続いていない。その代わり、分枝スティフナ部材６’がそれらのそれぞれの分岐点Ｐから離れて延びていくにつれて、分枝スティフナ部材６’間の分岐角βは、典型的には減少していく。このことは、図１５のパネル構造１における分岐点Ｐの詳細を示す図１６により明らかである。特に、分枝スティフナ部材６’の両方は、それぞれの角γの曲がり部又は折れ部Ｋを介して、分枝スティフナ部材６’がそれらの分岐点Ｐから離れて延びていくにつれて、分岐角βを小さくする又は減少させるように延びている。これにより、分枝スティフナ６’の折れ部は、図１６に示されるように、折り返し角γにより互いの方へと戻っている。通常、折り返し角γは、分岐角βの半分であるか、それよりも小さい。この特徴は、スティフナピッチ８及び座屈域の大きさ７が、パネル部材２の全体にわたって（ほぼ）全体的に均一に維持する助けとなる。分岐後の分岐角βを小さくしない（例えば、折り返しを介した）分岐スティフナを用いることにより、図１２（ｂ）に示されるような不均一で様々なストリンガピッチを備えたスティフナ配置がもたらされる。
【００３８】
図１７は、本発明のパネル構造１の、航空機の後部胴体内部の位置のための後部耐圧壁としての１つの可能な用途を示す。図１８は、本発明のパネル構造１の、補助翼又はスポイラとしての他の可能な用途を示しており、これはＡＬＭ機械により１回で製造され得る。この図１８の斜視図は、スティフナ配置を明らかにするため、パネル部材又は外板２が取り外された補助翼又はスポイラを示す。これにより、本発明のパネル構造１は、例えば、複数のスティフナ部材６、６’を覆っている又は包囲している２つ以上の外板部材又はパネル部材２を備え得る構造要素により具現化され得ることが理解される。
【００３９】
さらに、図１９〜２１によれば、本発明は、長さにわたり幅が変化するテーパ状のパネル構造１にも適用可能であり得ることが理解される。図１９及び図２０は、従来のスティフナ配置を有するテーパ状のパネル構造の２つの例を示す。本発明の原理を適用することにより、テーパ状のパネル構造１のスティフナ配置は、図２１に示されるように、分散した分岐点Ｐ及び折れ曲がりＫを備えるように修正され得る。
【００４０】
上述の様々なパネル構造１の実施形態は、パネル部材２の一方の側面又は面３に取り付けられたスティフナ部材６を含んでいるのに対し、パネル部材２の他方の側面又は面４はスティフナを有しないままであるが、他の実施形態において、スティフナ部材６が、構造１の特定の要求に応じて、パネル部材２の両方の側面３，４に取り付けられていてもよいことは、当業者にとって明らかである。
【００４１】
パネル部材２の局部座屈に対して、本発明にかかる補剛パネル構造１のスティフナ部材６が分岐するべきか否か、又は、逆に２つの（分枝）スティフナ部材６，６’が１つに併合されるべきか否かを決定する方法を、図２２のフローチャートの原理により示す。パネルの座屈は、（例えば、航空機産業又は航空宇宙産業にとって）補剛パネル構造１が満たす必要のある多くの基準のうちの１つでしかないことは、当業者にとって理解される。他の基準としては、例えば、強度又は損傷許容性などを含む。したがって、図２２に示されたフローチャートは、パネルの定寸及び設計工程全体のうち一部のみを表している。
【００４２】
提示のプロセスは、ステップ１における所定の予備パネル設計によって開始する。ステップ２では、各設計荷重ＬＣ（ｉ）及び各設計座屈モードＭｏｄｅ（ｊ）・ＲＦbuckl,LC(i),Mode(j)についての座屈に対する余裕度係数（reserve factor）ＲＦが決定される。ＲＦbuckl,LC(i),Mode(j)の値に応じて、パネルをどのように改良するかについての２つの可能性がある。まず、ＲＦbuckl,LC(i),Mode(j)が１＋特定の閾値ε（後述の「用語」の説明を参照のこと）よりも大きい場合には、最大の限界荷重ケースにおいても座屈に対する余裕があり、その地帯におけるスティフナピッチを局所的に大きくすることによって、該パネルをより軽く製造することができる。このことは、２つ（又はそれ以上）のスティフナ又はストリンガを単一のスティフナに併合することによって行われる。この経路は、ステップ３の答えが「Ｎｏ」である場合に辿る。
【００４３】
他の事例において、ステップ３の答えが「Ｙｅｓ」である場合には、ステップ４において次の決定がなされる：ＲＦbuckl,LC(i),Mode(j)が１より小さい場合、答えが「Ｎｏ」である経路を辿ることとなる。これは、設計荷重が達成される前にパネル２が座屈し始めることを意味している。座屈開始点をより高い荷重へとシフトさせるため、影響を受ける範囲においてスティフナピッチ８を局所的に増加させる。このことは、１つ（又はそれ以上）のスティフナ又はストリンガ６を分岐させることによって行われる。
【００４４】
スティフナ６の修正の後、続いて、該プロセスは、ＲＦbuckl,LC(i),Mode(j)が１〜１＋εに収まるまで、ステップ２から以降を繰り返す。補剛パネル構造１は、その後、本発明に従って、座屈に対する最小重量を考慮して設計される。
【００４５】
したがって、上記方法は、好ましくは、パネル構造のスティフナ部材又はストリンガが分岐するべきか否かにつき、以下の１つ以上の基準に基づいて決定することを含む：
ｉ）スティフナ部材又はストリンガにより囲まれている座屈域の外板が、必要な最小設計荷重の前に座屈し始める場合、及び／又は、
ｉｉ）ストリンガ自身の内部における縦力の変化（flux）が、許容可能な値よりも高い場合。
【００４６】
他方では、上記方法は、パネル構造の２つ（又はそれ以上）のスティフナ部材又はストリンガが併合されるべきか否かにつき、以下の基準に基づいて決定することを含む：
ｉ）ストリンガにより囲まれている座屈域の外板が、必要な最小設計荷重より閾値εにより規定される特定の量を超えてから座屈し始める場合、及び／又は、
ｉｉ）ストリンガ自身の内部における縦力の変化（flux）が、許容可能な値よりも低い場合。
【００４７】
最後に、図２４を参照して、図１３〜２３に関して上述した本発明の実施形態の任意の１つに係る、輸送機器用の（特に、航空機Ａ用の）パネル構造１を製造する方法におけるステップを模式的に表したフロー図を示す。この点において、図２４の第１の箱Ｉは、第１面３及び反対側の第２面４を備え、第１面３と第２面４との間にほぼ一定の厚み５を有するエリア広がり部２を画定するエリア部材２（特に、パネル部材又は外板部材）を提供するステップを表す。次に、第２の箱ＩＩは、エリア部材２に取り付けるための、第１面３及び第２面４の少なくとも一方の上に延びている複数の長尺状のスティフナ部材６を配するステップを表す。続いて、スティフナ部材６を配するステップを補足するステップとして、第３の箱ＩＩＩは、エリア部材２の座屈強度要求に応じて、前記スティフナ部材の少なくとも１つを、分枝点Ｐにおいて、２つ（又はそれ以上）の分枝スティフナ部材６’へと分割又は分岐させるステップを表す。図２４の箱ＩＩ及び箱ＩＩＩにより表されるステップは、必要に応じて、パネル構造１のデジタルモデリングにおいて実施されてもよい。図２４の最後の箱ＩＶは、箱ＩＩ及び箱ＩＩＩにより表されるステップにおいて設計された配置に応じて、エリア部材２に取り付けられたスティフナ部材６，６’を備えたパネル構造１を物理的に製作又は製造するステップを表す。該製造又は製造するステップは、スティフナ部材６，６’をエリア部材２上に堆積及び構築し、エリア部材２に取り付ける、ＳＬＭ又はＳＬＳのような積層造形（ＡＬＭ）技術を備えていてもよい。この点において、エリア部材２もまた、ＡＬＭ技術を用いて堆積及び構築してもよく、そのため、単一のＡＬＭ工程によりパネル構造１を一体構造又は単体構造として製造してもよい。代わりに、該方法は、フライス加工、鋳造、リベット打ち、溶接や、複合材料（例えば、繊維強化ポリマーＦＲＰ複合体）を接着及び／又は固定により接合する技術のような、他の従来の製造技術を備えていてもよい。
【００４８】
本発明の特定の実施形態を図示し説明してきたが、様々な代替の及び／又は等価の実装が存在することは、当業者により理解されるであろう。単一又は複数の例示の実施形態は単なる例であって、どのような範囲、適用性又は構成を限定するものではないことが理解されるべきである。むしろ、前述の概要及び詳細な説明は、少なくとも一つの例示の実施形態を実装するための便宜的なロードマップを当業者に提供するものであり、添付の特許請求の範囲に記載された範囲及びその法的均等物から逸脱することなく、様々な変更が例示の実施形態で説明した要素の機能及び設置においてなされ得ることが理解されるものである。概して、本出願は、本明細書において論じた具体的な実施形態における任意の改作又は変形を包含することを意図している。
【００４９】
この文章において、用語「備える（comprise, comprising）」、「含む（include, including, contain, containing）」、「有する（have, having）」及びそれらの任意の変形は、包括的な(すなわち、非排他的な)意味で理解されることが意図され、そのため本明細書に記載されるプロセス、方法、デバイス、装置又はシステムは、それらの詳述された機能、部品、要素又は工程に限定されるものではなく、そのようなプロセス、方法、デバイス又は装置には明確に記載されていない、又はそれらに固有でない他の要素、機能、部品又は工程を含んでいてもよい。さらに、本明細書で使用される用語「a」及び「an」は、特に明記しない限り、１つ以上を意味すると理解されることが意図される。また、用語「第１（first）」、「第２（second）」、「第３（third）」などは、単に標識として使用されているだけであり、数値要件を課すこと、又はそれらの対象の重要性について所定の順位を確立することを意図するものではない。
【００５０】
（用語）
ＡＬＭ      積層造形。製造技術の類で、層を重ねて部品を構築するために用いられる。
ｂ          ストリンガピッチ又は外板区画の幅。
ε          閾値。本開示において、閾値εは、座屈の余裕度係数ＲＦbucklと併せて用いられる。実用的な理由のため、多くの限界荷重ケースを受ける現実世界の補剛パネルは、通常は、最小余裕度係数ＲＦbuckl,minがパネル全体にわたって厳密に１に等しい状況のためには設計され得ない。スティフナが分岐するべきかそれとも併合されるべきかを決定するため、１を超える所定の閾値が許容される。εの値は経験に基づいており、典型的には、０．１〜０．５の範囲である。
ＬＣ        荷重ケース。
Ｍｏｄｅ    モード、例えば、座屈モード。
ｎLCs        荷重ケースの数
ｎmodes      （座屈）モードの数。
ＲＦ        余裕度係数。特定の強度又は破壊基準に関する構造の余裕度を説明するための尺度。１以上の余裕度係数（ＲＦ≧１）は、該構造が付与される荷重に許容可能な方法で耐えることを意味する。１未満の余裕度係数（ＲＦ＜１）は、該構造が強度的要求に応じることができないことを意味する。該余裕度係数は、分析又は試験により決定される。
ＲＦbuckl    座屈に関する余裕度係数。
ｒ          半径。
ＳＬＭ      選択的レーザ溶融。共に行う微細粉末粒子の溶接から部品を構築するＡＬＭ技術の一種。溶接は、集光レーザの内部（典型的には直径０．５ｍｍ未満）において、非常に局所的に起こる。ＳＬＳとは異なり、ＳＬＭを受ける粉末粒子は完全に溶解すると共に溶接され、それによって空隙含有量が非常に少なく強度及び耐久性が高い部品を生成する。
ＳＬＳ      選択的レーザ焼結。集光レーザにより共に行われる微細粉末粒子の焼結から部品を構築するＡＬＭ技術の一種。該粉末粒子がＳＬＭを用いた場合ほど完全には溶融しないため、ＳＬＭにより作製された部品に比べると、空隙含有量が高く、強度がわずかに減少する。
σcrit       限界応力。本開示において、σcritは上記パネルの座屈開始時の応力レベルである。
【符号の説明】
【００５１】
１   パネル構造
２   エリア部材又はパネル部材又は外板部材
３   エリア部材の第１面
４   エリア部材の第２面
５   エリア部材の厚み
６   スティフナ部材又はストリンガ
６’ 分枝スティフナ部材又は分枝ストリンガ
６” 分枝スティフナ部材又は分枝ストリンガ
７   パネル部材又は外板部材の領域又は区画
８   スティフナ部材又はストリンガのピッチ又は間隔
８’ スティフナ部材又はリブのピッチ又は間隔
９   横方向又はインターコスタルスティフナ
Ａ   航空機
Ｆ   胴体又は外板
Ｗ   翼
Ｔ   垂直尾翼
Ｈ   水平尾翼
Ｓ   ストリンガ
Ｓ’ 分枝ストリンガ
Ｒ   フレーム部材又はリブ
ＢＨ 耐圧壁
Ｂ   葉状外板区画
Ｃ   葉状インターコスタル
Ｐ   分枝点又は分岐点
β   分枝角又は分岐角
Ｋ   曲がり部又は折れ部
γ   折り返し角
Ｎ   均一荷重
Ｎ’ 不均一荷重
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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