(57)【要約】【課題】構造が簡単であり、しかも重量、空力性能、コスト、強度、耐久性の面で優れた航空機用翼体を提供する。【解決手段】ダブルスロッテッドフラップのベーンＶは、第１外皮１１、第２外皮１２、前縁１３および後縁１４で囲まれた外皮部１５と、外皮部１５内でスパン方向に延びて第１外皮１１および第２外皮１２に連なる前後の補強部１６，１７とから成り、ワイヤー放電加工により外皮部１５および補強部１６，１７が一体に形成される。第１外皮１１および第２外皮１２は、他の部分よりも厚い厚肉部１１ａ，１２ａを備えており、また後縁１４の厚さは概ね零まで薄く形成されている。複数の部品を組み立てた従来のベーンに比べて構造を簡素化して部品点数、組立工数および重量を削減することができ、しかも表面に段差や継ぎ目が発生しないので、抗力の増加や腐蝕の発生を防止することができる。【選択図】　　　図１
2004050902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の動翼の少なくとも一部を構成する航空機用翼体であって、
所定の肉厚を有する第１外皮（１１）、第２外皮（１２）、前縁（１３）および後縁（１４）で囲まれた外皮部（１５）と、外皮部（１５）内でスパン方向に延びて第１外皮（１１）および第２外皮（１２）に連なる少なくとも一つの補強部（１６，１７）とから成り、
ワイヤー放電加工により前記外皮部（１５）および補強部（１６，１７）が一体に形成されていることを特徴とする航空機用翼体。
【請求項２】
前記第１外皮（１１）および第２外皮（１２）の少なくとも一方の肉厚がコード方向に変化していることを特徴とする、請求項１に記載の航空機用翼体。
【請求項３】
前記第１外皮（１１）および第２外皮（１２）の外面間の距離が後縁（１４）に向けて次第に減少し、後縁（１４）において概ね零に収束していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の航空機用翼体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機の動翼の少なくとも一部を構成する航空機用翼体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、飛行機の主翼の後縁に設けられるダブルスロッテッドフラップは、主翼と下げ位置にあるフラップ本体との間に配置されるベーンを備えており、このベーンの上下両面に沿って気流が流れる二つのスロットを形成するようになっている。
【０００３】
従来、かかるベーンのような小型の航空機用翼体には、ハニカムコアをスキンで覆ったサンドイッチ構造（例えば、米国特許第５３５６６８８号明細書、特開昭６３−１６６６９８号公報参照）や、リブおよびスキンをリベットで結合した分割構造が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のサンドイッチ構造や分割構造は、何れも複数の部品を組み立てて航空機用翼体を構成するものであるため、部品点数の増加、組立工数の増加、重量の増加、部品間の段差による抗力の増加、部品間の隙間から浸入する水による腐蝕の発生といった問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、構造が簡単であり、しかも重量、空力性能、コスト、強度、剛性、耐久性の面で優れた航空機用翼体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、航空機の動翼の少なくとも一部を構成する航空機用翼体であって、所定の肉厚を有する第１外皮、第２外皮、前縁および後縁で囲まれた外皮部と、外皮部内でスパン方向に延びて第１外皮および第２外皮に連なる少なくとも一つの補強部とから成り、ワイヤー放電加工により前記外皮部および補強部が一体に形成されていることを特徴とする航空機用翼体が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、所定の肉厚を有する第１外皮、第２外皮、前縁および後縁で囲まれた外皮部と、外皮部内でスパン方向に延びて第１外皮および第２外皮に連なる少なくとも一つの補強部とが一体に形成された航空機用翼体をワイヤー放電加工により加工するので、複数の部品を組み立てた従来の航空機用翼体に比べて構造を簡素化して部品点数、組立工数および重量を削減することができ、しかも外皮部の表面に段差や継ぎ目が発生しないので、抗力の増加や腐蝕の発生を防止することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記第１外皮および第２外皮の少なくとも一方の肉厚がコード方向に変化していることを特徴とする航空機用翼体が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、外皮の肉厚がコード方向に変化しているので、重量の増加を最小限に抑えながら航空機用翼体の曲げ剛性および捩じり剛性を最適化することができる。特に、ワイヤー放電加工を採用したことにより、外皮の肉厚をコード方向に容易に変化させることができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第１外皮および第２外皮の外面間の距離が後縁に向けて次第に減少し、後縁において概ね零に収束していることを特徴とする航空機用翼体が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、第１外皮および第２外皮の外面間の距離が後縁に向けて次第に減少して概ね零に収束するので、後縁における気流の乱れを防止して効力の低減に寄与することができる。特に、ワイヤー放電加工を採用したことにより、後縁の肉厚を容易に薄くすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１３】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１はダブルスロッテッドフラップのベーンの斜視図、図２は放電加工装置の全体構成図、図３はベーンの加工工程の説明図である。
【００１４】
図１に示すように、ダブルスロッテッドフラップのベーンＶのスパン方向に直交するコード方向の断面形状は、上面側の第１外皮１１と、下面側の第２外皮１２と、第１外皮１１の前端および第２外皮１２の前端が連なる前縁１３と、第１外皮１１の後端および第２外皮１２の後端が連なる後縁１４とで囲まれた外皮部１５と、外皮部１５の内部をスパン方向に延びて第１外皮１１および第２外皮１２を接続するウエブ状のスパーを構成する前後の補強部１６，１７とを備える。第１外皮１１は上向きに湾曲しており、前側の補強部１６から後側の補強部１７の近傍までの範囲が、他の部分に比べて厚い厚肉部１１ａとなっている。また第２外皮１２はほぼ平坦であり、前側の補強部１６から前縁１３の近傍までの範囲が、他の部分に比べて厚い厚肉部１２ａとなっている。このベーンＶはワイヤー放電加工により一部材として一体加工される。
【００１５】
図２はベーンＶを加工するためのワイヤー放電加工装置を示すもので、絶縁油を満たした加工槽２１の内部に配置された加工テーブル２２が、ＮＣ装置２３により制御されるアクチュエータ２４に接続されてＸ−Ｙ方向に移動する。尚、ベーンＶがスパン方向に一定の断面形状を有する場合には、加工テーブル２２はＸ−Ｙ方向に移動するだけで良いが、ベーンＶがスパン方向にテーパーしている場合には、加工テーブル２２はＸ−Ｙ方向に移動するだけでなく、Ｘ軸およびＹ軸まわりに揺動する必要がある。
【００１６】
加工槽２１の上部に図示せぬ駆動源に接続されて回転するワイヤー繰り出しボビン２５およびワイヤー巻き取りボビン２６が設けられており、ワイヤー繰り出しボビン２５から繰り出されたワイヤー２７は、第１案内ローラ２８、第１ワイヤーガイド２９、第２ワイヤーガイド３０および第２案内ローラ３１を経てワイヤー巻き取りボビン２６に巻き取られる。ワイヤー２７が通過可能な開口２２ａを有する加工テーブル２２にはベーンＶの素材となるアルミ合金のブロックＢがクランプされており、パルス電源３２のプラス端子に連なる給電子３３がワイヤー２７に摺動自在に当接し、マイナス端子がブロックＢに接続される。
【００１７】
次に、図３に基づいてブロックＢからベーンＶをワイヤー放電加工する工程を説明する。
【００１８】
ブロックＢにワイヤー２７を挿通するための４個のスタートホールＢａ〜Ｂｄを形成し、そのうちの１番目のスタートホールＢａにワイヤー２７を挿通する。ＮＣ装置２３に記憶されたベーンＶの形状データに応じてアクチュエータ２４を制御して加工テーブル２２を移動させ、かつパルス電源３２からパルス電圧を印加しながらワイヤー繰り出しボビン２５およびワイヤー巻き取りボビン２６を回転させてワイヤー２７を移動させる。その結果、ワイヤー２７とブロックＢとの間に放電が発生し、ブロックＢが溶融・蒸発することでワイヤー２７に沿って切断される。このようにして、第１外皮１１、前縁１３、第２外皮１２および前側の補強部１６に囲まれた部分を切り取ると、２番目のスタートホールＢｂを起点として第１外皮１１、後側の補強部１７、第２外皮１２および前側の補強部１６に囲まれた部分を切り取り、更に３番目のスタートホールＢｃを起点として第１外皮１１、後縁１４、、第２外皮１２および後側の補強部１７に囲まれた部分を切り取る。そして４番目のスタートホールＢｄを起点として外皮部１５の外周を切断することで、ブロックＢからベーンＶを分離する。
【００１９】
ワイヤー放電加工によりブロックＢから切り取られたベーンＶは、閉断面の外皮部１５の内部に前後の補強部１６，１７を備えたボックス構造であるため、高い曲げ剛性および捩じり剛性を有している。またベーンＶは単一部材であるため、複数の部品を組み立てた従来のベーンに比べて構造が簡単であり、部品点数、組立工数および重量を削減することができる。更に単一部材であるベーンＶは外皮部１５に段差が発生しないので抗力の低減が可能であるばかりか、継ぎ目が無いことで水の浸入を防止して腐蝕に対する耐久性を高めることができる。
【００２０】
またワイヤー放電加工を採用したことによりベーンＶの各部の肉厚をコード方向に自由に変化させることができ、第１外皮１１に形成した厚肉部１１ａと第２外皮１２に形成した厚肉部１２ａとにより、重量の増加を最小限に抑えながらベーンＶの曲げ剛性および捩じり剛性を最適化することができる。更にワイヤー放電加工を採用したことにより第１外皮１１および第２外皮１２が収束する後縁１４の厚さを、板材を組み立てる従来のベーンの後縁に比べて極めて薄くすることができる。このように後縁１４の厚さを概ね零まで薄くすることができるので、後縁１４における気流の乱れを防止して効力の低減に寄与することができる。
【００２１】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２２】
例えば、実施例では航空機用翼体としてダブルスロッテッドフラップのベーンＶを例示したが、本発明の航空機用翼体は前記ベーンに限定されず、エルロン、エレベータ、ラダー、フラップ、エレボン等の動翼や、それに付随する各種タブ等を含むものとする。
【００２３】
また実施例のベーンＶは２個の補強部１６，１７を備えているが、補強部の数は任意である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、所定の肉厚を有する第１外皮、第２外皮、前縁および後縁で囲まれた外皮部と、外皮部内でスパン方向に延びて第１外皮および第２外皮に連なる少なくとも一つの補強部とが一体に形成された航空機用翼体をワイヤー放電加工により加工するので、複数の部品を組み立てた従来の航空機用翼体に比べて構造を簡素化して部品点数、組立工数および重量を削減することができ、しかも外皮部の表面に段差や継ぎ目が発生しないので、抗力の増加や腐蝕の発生を防止することができる。
【００２５】
また請求項２に記載された発明によれば、外皮の肉厚がコード方向に変化しているので、重量の増加を最小限に抑えながら航空機用翼体の曲げ剛性および捩じり剛性を最適化することができる。特に、ワイヤー放電加工を採用したことにより、外皮の肉厚をコード方向に容易に変化させることができる。
【００２６】
また請求項３に記載された発明によれば、第１外皮および第２外皮の外面間の距離が後縁に向けて次第に減少して概ね零に収束するので、後縁における気流の乱れを防止して効力の低減に寄与することができる。特に、ワイヤー放電加工を採用したことにより、後縁の肉厚を容易に薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダブルスロッテッドフラップのベーンの斜視図
【図２】放電加工装置の全体構成図
【図３】ベーンの加工工程の説明図
【符号の説明】
１１　　　　第１外皮
１２　　　　第２外皮
１３　　　　前縁
１４　　　　後縁
１５　　　　外皮部
１６　　　　補強部
１７　　　　補強部
【図１】
2004050902.tif 000003
【図２】
2004050902.tif 000004
【図３】
2004050902.tif 000005