(57)【要約】【課題】模型飛行機の翼等の単一の軽量材質を用いた低強度の構造物において、構造物全体の寸法および形状を変更せず、材質のもつ軽量性を維持したまま耐ねじれおよび耐衝撃等の構造強度補強を実現する。【解決手段】軽量木材であるバルサ等、単一素材の低強度構造物（１、２）において、補強が必要とされる箇所に作った様々な形状および寸法のリブ溝に、それらと同形状、同厚のうめ込みアンカーリブ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ａｎｃｈｏｒ  Ｒｉｂ：１ａ〜１ｈ、２ａ〜２ｊ）をうめ込み、接着剤にて接着、固定する。【選択図】              図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
単一の軽量材質を用いた低強度の構造物（１、２）において、補強が必要とされる箇所に様々な形状および寸法の穴や溝を作り、それらと同形状、同厚のリブをアンカーリブ（１ａ〜１ｈ、２ａ〜２ｊ）としてうめ込み、接着剤にて接着、固定することで、構造物全体の寸法および形状を変更せず、材質のもつ軽量性を維持したまま耐ねじれおよび耐衝撃等の強度補強を実現できることを特徴とした、うめ込みアンカーリブ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ａｎｃｈｏｒ  Ｒｉｂ）。
【請求項２】
軽量木材であるバルサを用いた薄形平面構造物において、バルサリブをアンカーリブとしてうめ込み、瞬間接着剤にて接着、固定することで、使用素材を変更する必要がないことを特徴とした、請求項１に記載のうめ込みアンカーリブ。
【請求項３】
高発泡の軽量スチロール材を用いた薄形平面構造物において、より低発泡のスチロール材、あるいはバルサ等の軽量木材、その他カーボン材等の軽量素材をアンカーリブとしてうめ込み、それぞれの材質に適切な接着剤にて接着、固定することで、平面厚を変更する必要がないことを特徴とした、請求項１に記載のうめ込みアンカーリブ。
【請求項４】
薄形平面および棒状のバルサ部材において、ヒノキ材やカーボン材等といったより高強度の他材質をアンカーリブとしてうめ込み、それぞれの材質に適切な接着剤にて接着、固定し、曲げや折れ等に対するバルサ部材の構造強度を向上できることを特徴とした、請求項１に記載のうめ込みアンカーリブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、軽量性が求められる模型飛行機の翼等、薄形平面を主とした低強度軽量構造物における補強手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機が優れた飛行性能を得るためには、その構成素材および構造において、軽量性と強度という二つの相反する条件を適度に満たす必要がある。模型飛行機においては、特に軽量であることが重要であり、機体重量の増減はその飛行性能全般に大きな影響を及ぼす。従来から、軽量な木材や合成樹脂等を使用して翼部や胴体部のフレームを作り、紙あるいはフィルムを張ることにより軽量化が図られてきた。
【０００３】
さらに、模型飛行機の中でもより小型のものにおいては、機体重量の他に、翼や胴体にかかる前面抵抗もまた飛行性能を左右する大きな要因であり、これをできる限り小さくする必要がある。このため小型模型飛行機では、揚力を得るのに適した一般的な翼の断面構造を主翼のみに適用し、尾翼には軽量木材であるバルサや、スチロール材等の単一素材の平面構造を用いて、薄翼による前面抵抗軽減を図る。
【０００４】
こうした軽量化と前面抵抗軽減の必要性から、小型軽量模型飛行機の設計においては尾翼等に軽量単一素材による薄形平面構造を採用することが多いが、さらに軽量化するには厚さ１〜２ｍｍ程度のバルサやスチロールのシートに肉抜き処理を施し、フィルムを張って翼面を形成する。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
小型模型飛行機の尾翼等、薄形の単一素材から成る平面構造物の強度は、その材質そのものの特性によるところが大きい。内部にハニカム構造を有する特殊加工を施した平面板等は、充分な剛性と表面硬度を有し、かつ軽量な素材として優れているが、その開発および生産には高額の費用を要するため、より安価な製品が望まれる模型飛行機への採用は困難である。また、軽量性と強度に優れたカーボン素材が補強部材として用いられるが、やはりコストの問題からその使用は一部、少量に限られることが多い。
【０００６】
一方、軽量木材であるバルサやスチロール材、あるいは紙を素材に用いた構造では、軽量な反面、充分な強度が得られ難い。さらに、軽量化のための肉抜き処理を施した厚さ１〜２ｍｍのバルサシートにおいては、ねじれや亀裂に対する強度が低下し、フィルムを張って翼面を形成する際にも平面全体にわたってねじれやフィルムの弛みが生じやすい。これらは、製作精度および飛行性能の低下の要因となる。
【０００７】
こうした理由から、単一軽量素材を薄形平面構造の翼や各種部材に用いた小型軽量模型飛行機では、大型機と同等の強度、さらには優れた飛行の安定性および運動性は期待できなかった。従って、バルサとフィルム、あるいはスチロール材といった従来と同様の使用素材にて、軽量性を損なわない低強度軽量構造物の耐ねじれを主とした強度補強が課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案では課題解決のために、軽量木材であるバルサを用いた薄形の平面構造物（１、２）において、補強が必要とされる箇所に様々な形状および寸法の穴や溝を設け、それらと同形状、同厚のバルサリブをアンカーリブ（１ａ〜１ｈ、２ａ〜２ｊ）としてうめ込み、瞬間接着剤にて接着、固定する。
【０００９】
薄型平面構造物（１、２）としてスチロール材を用いる場合には、高発泡のスチロールシートに適宜リブ穴を設け、より低発泡のスチロール材、あるいはバルサ等の軽量木材、その他カーボン材等の軽量素材をアンカーリブ（１ａ〜１ｈ、２ａ〜２ｊ）としてうめ込み、それぞれの材質に適切な接着剤にて接着、固定する。
【００１０】
こうして、軽量素材による低強度の薄形平面構造物において、アンカーリブと硬化した接着剤が補強材となり、数倍の耐ねじれ強度を得ることができる。
【００１１】
また、薄形平面あるいは棒状の低強度バルサ部材において、ヒノキ材やカーボン材等のより強度の高い他の材質をうめ込みアンカーリブとして用いることで、曲げや折れ等に対するバルサ部材の構造強度を向上できる。
【考案の効果】
【００１２】
バルサシートとバルサ製うめ込みアンカーリブによる耐ねじれ構造では、使用素材に変更はない。また、スチロールシートと、スチロール材や軽量木材をアンカーリブとして用いた場合、あるいはバルサシートと高強度の他材質によるアンカーリブの組み合わせの場合にも、使用素材は部分的変更に留まるため使用素材に関するコストアップはわずかであり、模型飛行機への採用に適切である。
【００１３】
また本考案は、薄形平面の耐ねじれ補強をはじめ各種部材の強度補強を実現する一方で、接着剤の使用による重量の微増はあるものの、材質のもつ軽量性と肉抜き処理による軽量化を維持でき、かつ、構造物全体の形状および寸法を変更する必要がないため、軽量化と前面抵抗軽減が重要である小型軽量模型飛行機に最適な補強手法を提供できる。
【００１４】
この補強手法を翼構造内に用いた模型飛行機では、小型かつ超軽量でありながら充分な強度が得られるため、従来では実現し得なかった飛行の安定性と運動性能をもつ全幅１ｍ以内、全備重量１００ｇ以下の模型グライダーの製作も可能となる。このことは、大型の模型飛行機を所持することにためらいをもつ人達を含めた多くの模型ファンに、気軽に高い飛行性能を堪能できる新たな選択肢を提案できることにもつながる。
【００１５】
また、フィルム張り等の製作段階においても、うめ込みアンカーリブを採用した平面翼では、ねじれやフィルムの弛みが生じにくいため、製作の簡便性および精度や維持耐久性が向上する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
厚さ１〜２ｍｍ程のバルサシート（３、４、５、６、９、１０）において、補強が必要とされる箇所にアンカーリブうめ込み用の細長の溝をレーザー加工等により設ける。それ以外の部分には、軽量化のために様々な形状の肉抜き処理を施す。
【００１７】
各リブ溝と同形状で、木目の向きを長手方向としたバルサアンカーリブ（３ａ〜３ｉ、４ａ〜４ｊ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｅ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ）を、バルサシートと同厚のバルサ材よりそれぞれ製作する。
【００１８】
これらのアンカーリブを各々適合するリブ溝にうめ込み、その周囲に瞬間接着剤を流し、固定する。この際、アンカーリブがバルサシートの木目と４５度以上の角度をなすようにリブ溝を設計することで、最良の補強効果が得られる。なお、このアンカーリブとバルサシートの木目との角度は、各補強部位におけるねじれや衝撃の際の負荷の向きにより選択、決定する必要がある。
【００１９】
こうして軽量化のために肉抜きし、かつ、うめ込みアンカーリブにより補強処理を施したバルサ平面両面にフィルムを張り、超軽量で適度な強度をもった薄形平面構造物が製作できる。
【００２０】
また、薄型平面構造物としてスチロール材を用いる場合には、高発泡のスチロールシート（３、４、５、６、９、１０）に適宜リブ溝を設け、より低発泡のスチロール材、あるいはバルサ等の軽量木材、その他カーボン材等の軽量素材をアンカーリブ（３ａ〜３ｉ、４ａ〜４ｊ、５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｅ、９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ）としてうめ込み、それぞれの材質に適切な接着剤にて接着、固定する。なお、軽量木材をアンカーリブとする際は、前述のバルサアンカーリブの製作と同様、木目の向きを長手方向とする。
【００２１】
さらに、前述のバルサシートや棒状バルサ材等、低強度のバルサ部材において、耐ねじれのみならず、曲げや折れ等に対する部材そのものの強度補強を目的とする場合には、リブ溝をバルサ部材の木目と平行に設け、ヒノキ材やカーボン材等のより高強度の材質をアンカーリブとしてうめ込み、それぞれの材質に適切な接着時にて接着、固定する。なお、アンカーリブの材質の選定は、部材全体の軽量性および材質採用にかかるコストを考慮に入れ、問題のない範囲で行われることが望まれる。
【実施例１】
【００２２】
図２および図３は、超軽量ラジコングライダーの尾翼の主要構成パーツにおける、うめ込みアンカーリブの製作概要を示す。図２において水平尾翼３と昇降蛇４、図３において垂直尾翼５と方向蛇６を示す。厚さ１．５ｍｍのバルサシートより成る水平尾翼３、昇降蛇４、垂直尾翼５、および方向蛇６において、補強の必要な箇所にリブ溝を設け、適宜、軽量化用の円形肉抜きを施す。水平尾翼用アンカーリブ３ａ〜３ｉ、昇降蛇用アンカーリブ４ａ〜４ｊ、垂直尾翼用アンカーリブ５ａ〜５ｃおよび方向蛇用アンカーリブ６ａ〜６ｅをそれぞれのリブ溝にうめ込み、その周囲に低粘度の瞬間接着剤を流し、固定する。その後、表面を平らにサンディングし、各パーツにフィルム張りを施して、水平尾翼、昇降蛇、垂直尾翼および方向蛇の各翼面構成とする。
【００２３】
図４は、うめ込みアンカーリブによる耐ねじれ構造を超軽量ラジコングライダーの尾翼に採用した例を示す。図２および図３で製作した各構成パーツを組み合わせている。
【実施例２】
【００２４】
図５は、超軽量ラジコングライダーの左右主翼外翼先端部における、うめ込みアンカーリブの製作概要を示す。左主翼外翼先端部アンカーリブ９ａおよび９ｂ、右主翼外翼先端部アンカーリブ１０ａおよび１０ｂを左主翼外翼先端バルサ材９および右主翼外翼先端バルサ材１０のリブ溝にそれぞれうめ込み、その周囲に瞬間接着剤を流し、固定する。その後、表面を平らにサンディングする。
【００２５】
図６は、うめ込みアンカーリブによる耐ねじれ構造を超軽量ラジコングライダーの左右主翼外翼先端部に採用した例であり、左主翼外翼１１は組立過程を、右主翼外翼１２は組立完了時の概要を示す。図５で製作した各構成パーツを組み入れている。これにより、ラフな着陸による翼端接地の場合等、主翼先端部の破損に対する耐衝撃強度の向上を実現している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】軽量素材による低強度薄形平面構造物の耐ねじれ補強を実現するうめ込みアンカーリブ
【図２】超軽量ラジコングライダーの水平尾翼と昇降蛇におけるうめ込みアンカーリブの製作概要
【図３】超軽量ラジコングライダーの垂直尾翼と方向蛇におけるうめ込みアンカーリブの製作概要
【図４】超軽量ラジコングライダーの尾翼のうめ込みアンカーリブによる耐ねじれ補強例
【図５】超軽量ラジコングライダーの左右主翼外翼先端部パーツにおけるうめ込みアンカーリブの製作概要
【図６】超軽量ラジコングライダーの左右主翼外翼先端部のうめ込みアンカーリブによる耐衝撃補強例
【符号の説明】
【００２７】
１、２  単一の軽量材質を用いた低強度の薄形平面構造物
１ａ〜１ｈ、２ａ〜２ｊ  アンカーリブ
３  水平尾翼
３ａ〜３ｉ  水平尾翼用アンカーリブ
４  昇降蛇
４ａ〜４ｊ  昇降蛇用アンカーリブ
５  垂直尾翼
５ａ〜５ｃ  垂直尾翼用アンカーリブ
６  方向蛇
６ａ〜６ｅ  方向蛇用アンカーリブ
７  スキッド
８  尾翼製作用治具
９  左主翼外翼先端バルサ材
９ａ、９ｂ  左主翼外翼先端部アンカーリブ
１０  右主翼外翼先端バルサ材
１０ａ、１０ｂ  右主翼外翼先端部アンカーリブ
１１  左主翼外翼
１２  右主翼外翼
１３  主翼製作用治具
【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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