(57)【要約】  リブポスト（10）が、複合材料からなる中空の実質的に三角形の断面を有している。リブポスト（10）は、例えば航空機の翼の桁および内部のリブなど、2つの隣接して配置された部品を一体に接合するための構造部材を形成できる。リブポスト（10）を、第1（12）、第2（14）、および第3（16）の壁から形成することができる。第1の壁（12）が、1つの部品の表面に当接でき、第2の壁（14）が、第2の部品の表面に当接できる。第1および第2の壁（12、14）を、リブおよび桁などといったそれぞれの部品へと取り付けて、それらを接合することができる。第3の壁（16）が、第1および第2の壁（12、14）を一体に接続し、中空の三角形の断面を形成している。【選択図】  図５
2010502516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材料からなり、中空の実質的に三角形の断面を有しているリブポスト。
【請求項２】
前記中空の実質的に三角形の断面が、
・第1の表面へと当接する第1の実質的に平坦な部位、
・前記第1の実質的に平坦な部位へと接続されており、第2の表面へと当接する第2の実質的に平坦な部位、および
・前記第1および第2の平坦な部位を一体に接続する第3の実質的に平坦な部位
によって形成されている請求項1に記載のリブポスト。
【請求項３】
前記第3の実質的に平坦な部位によってもたらされる前記実質的に三角形の断面の1辺が、前記第1および第2の実質的に平坦な部位によってそれぞれもたらされる前記実質的に三角形の断面の他の2辺よりも長い請求項2に記載のリブポスト。
【請求項４】
前記三角形の断面の頂点が、丸みを帯びている請求項1〜3のいずれか一項に記載のリブポスト。
【請求項５】
前記第1および第2の実質的に平坦な部位によって定められる頂点が、前記第1の実質的に平坦な部位および前記第3の実質的に平坦な部位によって定められる頂点の半径よりも大きく、かつ前記第2の実質的に平坦な部位および前記第3の実質的に平坦な部位によって定められる頂点の半径よりも大きい半径を有している請求項4に記載のリブポスト。
【請求項６】
前記頂点のそれぞれの半径が、実質的に同じである請求項4に記載のリブポスト。
【請求項７】
自身の長さに沿って一様に先細りである請求項1〜6のいずれか一項に記載のリブポスト。
【請求項８】
前記中空の三角形の断面が、繊維強化複合材料から作られている請求項1〜7のいずれか一項に記載のリブポスト。
【請求項９】
前記繊維強化が、炭素繊維である請求項8に記載のリブポスト。
【請求項１０】
前記材料が、積層体である請求項8または9に記載のリブポスト。
【請求項１１】
前記三角形の断面の1つ以上の頂点が、強化されている請求項8〜10のいずれか一項に記載のリブポスト。
【請求項１２】
前記三角形の断面の1つ以上の頂点が、Zピンまたは縫合によって強化されている請求項11に記載のリブポスト。
【請求項１３】
前記第3の実質的に平坦な部位が、少なくとも1つの開口を備えている請求項2または請求項2に従属するいずれかの請求項に記載のリブポスト。
【請求項１４】
前記少なくとも1つの開口が、長円形である請求項13に記載のリブポスト。
【請求項１５】
前記開口の長軸が、当該リブポストの軸に対して横方向である請求項14に記載のリブポスト。
【請求項１６】
第1の部品と、第2の部品と、請求項1〜15のいずれか一項に記載のリブポストとを含んでいる構造体であって、
前記リブポストの前記中空の三角形の断面が、該中空の三角形の断面の第1の面が前記第1の部品の面に当接して該面へと接続され、該中空の三角形の断面の第2の面が前記第2の部品の面に当接して該面へと接続されることで、前記第1および第2の部品を一体に接合するように構成されている構造体。
【請求項１７】
航空宇宙の構造体である請求項16に記載の構造体。
【請求項１８】
前記第1および第2の部品が、それぞれ航空機の翼の桁およびリブ部品である請求項17または18に記載の構造体。
【請求項１９】
前記第1および第2の部品が、航空機の尾部の部品によってもたらされている請求項17または18に記載の構造体。
【請求項２０】
請求項18に記載の構造体を備えている航空機の翼。
【請求項２１】
請求項19に記載の構造体を備えている航空機の尾部。
【請求項２２】
請求項18または19に記載の構造体を備えている航空機。
【請求項２３】
中空の実質的に三角形の断面のリブポストを製造する方法であって、
・複合材料を実質的に三角形の断面のマンドレルの周囲に配置するステップ、および
・マンドレルを取り去るステップ
を含んでいる方法。
【請求項２４】
前記複合材料を配置するステップが、複合材料を積層するステップを含んでいる請求項24に記載の方法。
【請求項２５】
前記複合材料が、繊維強化の材料である請求項24または25に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば航空機などの航空宇宙構造物において使用するためのリブポスト（rib post）に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機において、リブポストは、翼および水平／垂直安定板などといったエアロフォイル（aerofoil）またはエアフォイル（airfoil、米国）において、内部のリブを桁へと接続するために使用されている。
【０００３】
伝統的に、航空機の製作において主構造として使用されるリブポストは、例えばアルミニウム合金などの種々の金属材料で製造されたT断面の形態である。金属から製造されたT断面の例が、図１に示されている。
【０００４】
この数十年において、例えば炭素繊維強化複合材料（炭素繊維およびエポキシ樹脂を含んでいる複合材料）などの複合材料（コンポジットとしても知られる）が、多数の航空機部品において、金属に対するますます魅力的な代案となってきている。炭素繊維強化複合材料は、軽量、疲労／損傷に対する優れた耐性、耐食性、および無視しうる熱膨張など、優れた特性を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複合材料から作られたT断面のリブポストの適用は、金属製の同等物と比べたとき、必ずしも明白な利益を提供しない。板厚特性などといった設計上の考慮事項ゆえに、複合材料から作られるT断面が、同等の金属部品よりも重くなる可能性がある。さらに、複合材料からT断面を製造するために必要とされる加工の難しさゆえに、複合構造が、同等の金属部品よりも高価になる可能性がある。
【０００６】
本発明は、複合材料から形成された中空の実質的に三角形の断面を有しているリブポストを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態においては、三角形のリブポストの閉じた形態ゆえに、板厚応力を、T断面などの開いた形態に比べて小さくすることが可能である。翼における桁の内部のリブへの接合など、航空機の用途においては、三角形断面の形態の閉じた断面を使用することによって、桁およびリブによって定められる角度に実質的に一致する三角形の頂点の近傍において、内部の燃料の圧力および他の原因からの引っ張り力によって生じる板厚応力を小さくすることができる。
【０００８】
本発明の実施形態においては、リブポストが複合材料からなるため、三角形断面の閉じた形態と複合材料との組み合わせが、金属で作られたT断面に比べて、リブポストがより良好な強度特性を熱安定性、耐食性、および耐疲労性という追加の利益とともに有している点で、追加の利点を提供することができる。さらに、複合材料から製作される三角形のリブポストは、複合材料製のT断面または金属製のT断面に比べ、より軽量であるように設計することが可能であり、より費用対効果に優れた製造が可能である。
【０００９】
本発明の別の態様は、上述のリブポストを伴う構造体を提供する。
【００１０】
本発明のさらなる態様は、そのようなリブポストの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明のさまざまな態様が、添付の独立請求項に記載されるが、本発明の他の態様として、添付の特許請求の範囲に明示的に記載される組み合わせだけでなく、本明細書に記載される実施形態および／または添付の従属請求項の特徴と独立請求項の特徴との任意の組み合わせが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、あくまでも例として説明する。
【図１】伝統的な従来技術の金属製T断面リブの斜視図である。
【図２】航空機の概略の平面図であって、航空機の翼の前桁および後桁ならびにリブを示している。
【図３Ａ】図2の線A−Aに沿った断面図である。
【図３Ｂ】図3Aの断面の一部分の断面図であり、従来技術の金属製T断面リブの使用を図示している。
【図３Ｃ】図3Aの断面の一部分の断面図であり、従来技術の金属製T断面リブの使用を図示している。
【図４】複合材料から製作されたT断面の概略の斜視図である。
【図５】中空の実質的に三角形の断面を有しているリブポストの典型的な実施形態の斜視図である。
【図６】図5のリブポストの端面図であり、リブポストが自身の長さに沿って先細りである旨を示している。
【図７】2つの隣接する部品を一体に接合するために使用されている図5および6のリブポストの斜視図である。
【図８Ａ】図2の線A−Aに沿った断面図である。
【図８Ｂ】図8Aの断面の一部分の断面図であり、図5に示したような中空の実質的に三角形の断面を有するリブポストの使用を図示している。
【図８Ｃ】図8Aの断面の一部分の断面図であり、図5に示したような中空の実質的に三角形の断面を有するリブポストの使用を図示している。
【００１３】
本発明は、さまざまな変更および代案となる形態を受け入れる余地があるが、特定の実施形態を、あくまでも例として図面に示し、本明細書において詳しく説明する。図面および詳細な説明が、本発明を開示される特定の形態に限定しようとするものではなく、むしろ反対に、本発明は、特許請求の範囲に記載される本発明の技術的範囲に含まれるすべての変更、均等物、および代案を包含するものと、理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図1を参照すると、金属材料から製作されたT断面が、航空機の翼または尾部の構造において、内部のリブを桁へと接合するためのT断面のリブポスト110を形成するために、伝統的に使用されている。T断面のリブポスト110は、頭部またはフランジ部112と、レッグまたは刃状部114とを含んでいる。
【００１５】
図2が、航空機120の概略の平面図であって、航空機の翼の前桁および後桁ならびにリブが示されている。図2に示されているように、航空機120は、胴体122、第1および第2の主翼124および126、第1および第2の尾翼128および130、ならびに尾部または垂直尾翼132を備えている。
【００１６】
さらに図2は、翼124の内部で前桁136と後桁138との間を延びているリブ134の概略図を含んでいる。リブおよび桁134、136、および138が、翼124についてのみ図示されているが、同等のリブおよび桁134、136、および138が、残りの翼126、128、130ならびに垂直尾翼132にも設けられている。
【００１７】
図3Aは、図2の線A−Aに沿った概略の断面図である。図3は、リブ134ならびに前桁136および後桁138が、翼124の外表面140の内側に位置する旨を示している。
【００１８】
図2および3Aが、あくまでも概略図であり、リブ134ならびに前桁136および後桁138の性状および位置の説明を目的としていることを、理解できるであろう。
【００１９】
図3Bおよび3Cが、従来からのT断面のリブポスト110を使用してリブ134を前桁136へと接続する例をさらに詳しく示した断面図である。図3Bは、図3Cの線B−Bに沿って得た断面図であり、図3Cは、図3Bの線C−Cに沿って得た断面図である。T断面のリブポスト110のヘッド部112が、桁取り合いボルト142によって前桁136へと接合され、T断面のリブポスト110のレッグ部114が、リブ取り合いボルト144によってリブ134へと接合されている。
【００２０】
多数の用途において、コンポジット（例えば、繊維で補強された樹脂主体の材料からなる複合材料）が、金属よりも優れた特性を呈することが知られている。しかしながら、複合材料からT断面のポストを形成することは、重大な欠点を抱えていると考えられる。図4が、複合材料から製作されたT断面のポスト150の概略図である。図4に示されているように、T形断面のポスト150は、背中合わせに配置された2つのアングル材152および154からなっており、これら2つのアングル材152および154が、T断面のポスト150を形成すべく2つのアングル材152および154を一体に接合するために、複合材料で覆われている。アングル材152および154はそれぞれ、丸みを帯びた角度αを有している。2つのアングル材152および154がT断面のポスト150を形成すべく背中合わせに配置されて被覆されたとき、丸みを帯びた角度αが合わせられる結果として、T形のポストの頭部158において、2つのアングル材152および154の間に三角形の空洞156が形成される。この三角形の空洞156は、デルトイド（deltoid）またはヌードル（noodle）として知られる中空部である。デルトイド156は、T断面のポスト150がデルトイド156の領域の層間の応力ゆえに破損しやすい弱点領域を呈する。したがって、デルトイド156をロービング（roving）または同様のフィラー材料で埋めることが望ましい。この余分な材料の追加は、複合材料製のT断面ポスト150の重量を増加させるほか、製造をそのような追加の材料のないT断面ポスト150に比べてより高価にする。したがって、複合材料から作られたT形断面の使用は、金属製のT断面に比べて不利であると考えられる。
【００２１】
本発明の典型的な実施形態は、複合材料、例えば、繊維強化の積層体から形成されたリブポストであって、このような欠点に悩まされることがないリブポストを提供することができる。
【００２２】
実質的に三角形の断面を有している複合材料性の筒状のリブポスト10の実施形態の例が、図5および6に示されている。上述のように、実質的に三角形の断面を有している筒状のリブポスト10は、例えば金属製または複合材料製のT形断面110／150に比べて有利な特性を有することができる。
【００２３】
図5および6に示されているような典型的なリブポスト10は、中空の実質的に三角形の断面を有している。中空の実質的に三角形の断面は、それぞれ外表面S1、S2、およびS3を有している3つの隣接した実質的に平坦な壁または面12、14、および16（以下では、第1、第2、および第3の壁12、14、および16）によって定められている。断面において、３つの壁12、14、および16のそれぞれが、三角形のレッグ／辺を定めている。第3の壁16によって定められる三角形のレッグは、第1および第2の壁12および14によってもたらされるレッグよりも長い。頂点18が、第1および第2の壁12および14の接点に形成され、頂点20が、第1および第3の壁12および16の接点に形成され、頂点22が、第2および第3の壁14および16の接点に形成されている。三角形断面の頂点18、20、および22は、丸みを帯びている。頂点20および22の半径rmは、頂点18の半径Rよりも小さくてよい。使用時、半径rmは、半径Rよりも小さな応力を受ける傾向にある。したがって、半径rmの大きさを、最小限に設計することができる。
【００２４】
リブポスト10は、隣接して位置する2つの部品（例えば、航空機の翼の内部のリブおよび桁）を一体に接合するための構造部材を形成することができる。リブポスト10の第1の壁12の外表面S1を、1つの部品の表面に当接させることができ、リブポスト10の第2の壁14の外表面S2を、第2の部品の表面に当接させることができる。第1および第2の壁をそれぞれの部品（例えば、リブおよび桁）へと取り付けて、それらを一体に接合することができる。リブポスト10の第3の壁16が、第1および第2の壁を一体に接合し、中空の三角形断面を形成する。
【００２５】
リブポスト10の第1の壁12は、リブポスト10を例えばリブへと固定するために、固定具を受け入れるための穴24を備えることができる。リブポスト10の第2の壁14は、リブポスト10を例えば桁へと固定するために、固定具を受け入れるための穴26を備えることができる。穴および固定具の数および位置を、特定の実施形態に応じて調節することができる。図6には、さらに詳しく後述されるとおり、リブポスト10の第3の壁のアクセス穴28が示されている。
【００２６】
リブポストの三角形断面の閉じた形態ゆえに、半径Rにおける板厚応力を、アングル材またはT断面などの開いた断面に比べて小さくすることができる。
【００２７】
図5および6に示した例では、リブポスト10が、自身の長さに沿って先細りであり、図6のリブポストの端面図の破線が、この先細りを表している。図示の例では、先細り（テーパー）θが、頂点22の角度および曲率が維持されるが、断面積が一端から他端へと一様に減少するような先細りである。頂点18の角度および／または曲率を、図7および8を参照して説明されるとおり、リブポスト10と隣接する部材（例えば、リブ30および桁32）との間の接続を最適にするように選択することができる。
【００２８】
図7は、2つの構成部品を一体に接合しているリブポスト10の簡略図を示しており、2つの構成部品の一方がリブ30に相当でき、2つの構成部品の一方が桁32に相当できる。実質的に三角形断面のリブポスト10の例を、例えば翼、水平または垂直安定板、あるいは他の機体または航空宇宙部品において、内部のリブ30を桁32へと接続するために使用することができる。
【００２９】
図7においては、リブポスト10が、中実な壁を有するものとして図示されている。リブポスト10をリブ30および／または桁32へと接続するために行き止まりの固定具が使用される場合には、固定具をアセンブリのリブ側または桁側から挿入して固定することができるため、リブポストの壁が中実であってよい。例えばリブ30および／または桁32が、例えば接着剤または他の接合剤を使用してリブポスト10へと接続される場合にも、中実な壁を設けることができる。
【００３０】
ナットとボルトからなる構成などの固定具が使用される場合には、固定具の両側へのアクセスを、図5に示したように、例えば第3の壁16のアクセス穴またはアクセス開口28によって提供することができる。アクセス開口28は、第1および第2の壁12および14の内表面に位置する固定具へのアクセスを可能にするための任意の適切なサイズまたは形状であってよい。図5に示したアクセス開口28は、楕円形の形状であって、各開口の長軸がリブポスト10の長手軸に対して横方向となるように、第3の壁16に配置されている。
【００３１】
アクセス開口28を形成するために材料を除去することで、リブポスト10の構造的な完全性をほとんど損なうことなく、より重量の軽いリブポスト10がもたらされることを、理解できるであろう。したがって、リブポスト10の第3の壁の開口は、リブポスト10のリブ30および／または桁32への固定または接合のやり方にかかわらず、設けることが可能である。
【００３２】
第1および第2の壁12および14が、リブポスト10の実質的に平坦な第1および第2の部位をそれぞれ提供し、これらの部位が、隣接して配置された2つの部品のそれぞれがそれぞれもたらす第1および第2の面に当接でき、当接する面どうしを、隣接して配置された2つの部品が適切な固定によって一体に接合されるように互いに取り付けることができる。例えば、固定具は、リベットまたは行き止まりのボルトなど、片側のみから挿入して固定することができる行き止まりの固定具であってよい。適切な行き止まりの固定具の例は、CherryMAX（登録商標）という名称で製造されている固定スピンドル行き止まりリベット（locking spindle blind rivet）、またはCOMPOSILOCK（商標）という名称で製造されている行き止まりボルトである。そのような固定具を使用する場合、リブポスト10の第3の壁14によってもたらされる第3の平坦部は、中実であってよい。あるいは、固定具を、ナットおよびボルトなど、両側からのアクセスを必要とする対をなす部品によってもたらしてもよい。リブポスト10の内側に位置する固定具へのアクセスを提供するために、第3の平坦部に、1つ以上のアクセス開口を備えることができる。アクセス開口は、任意の適切な形状またはサイズであってよい。アクセス穴は、例えば、穴の長軸をリブポストの長手軸に対して横向きに有している楕円形であってよい。第3の平坦部から材料が取り除かれることで、固定具へのアクセスが容易になる一方で、リブポスト10の重量も軽減される。固定具に代え、あるいは固定具に加えて、例えば接着剤を使用した固定も可能である。
【００３３】
このように、本発明の一実施形態においては、中空の三角形のリブポスト10が、隣接する第1、第2、および第3の平坦部を備えることができ、第1および第2の平坦部を、一体に接合されるべき2つの隣接して配置された部品（桁およびリブなど）のそれぞれの面へと取り付けることができる。
【００３４】
第1および第2の平坦部の接点によって定められる頂点を、隣接する2つの部品の接点によって定められる角度に一致するように構成することができる。
【００３５】
三角形のリブポスト10の製造は、三角形のリブポスト10の頂点の角度を隣接する部品によって定められる角度により密に一致するように形成できるため、T断面よりもさまざまとなりうる。たとえ角度が変化しても、複合材料の形態を、そのような変化に適合させることができる。
【００３６】
例えば、三角形の断面は、鋭角三角形の断面であってよい。断面は、実質的に正三角形の形態であってよく、あるいは実質的に二等辺三角形または実質的に不等辺三角形の形態であってよい。好ましくは、第3の平坦部が、三角形断面のうちの1辺であって、第1および第2の実質的な平坦部によってそれぞれもたらされる三角形断面の他の2辺よりも長い1辺をもたらす。三角形断面のサイズおよび形態は、リブポスト10の取り付け先である2つの隣接配置の部品のサイズおよびそれらの部品が定める角度に適するように適切に製作され、隣接配置の部品の接合を容易にする。
【００３７】
三角形断面の3つの頂点に丸みを持たせることができる。隣接配置の部品が定める角度に実質的に一致する1つの頂点が、他の2つの頂点の半径よりも大きい半径を有することができる。
【００３８】
リブポスト10を、繊維で補強された複合材料から形成することができ、例えばガラスおよび／または炭素繊維からなる繊維補強を有する1つ以上の樹脂の組成物から形成することができる。繊維は、繊維を最大の強度が要求される方向に向けることができる連続的な一方向の繊維であってよい。あるいは、リブポスト10の形成に使用される材料は、織物（縦糸および横糸繊維を織り交ぜることによって製造される）であってよい。リブポスト10を、そのような材料の層から形成でき、すなわちリブポスト10は、積層体であってよい。適切な炭素繊維強化複合材料の例は、Toho Tenaxが製造しているTenax HTS 5631（商品名）として知られる炭素繊維を、Advanced Composites Groupが製造しているMTM44-1（商品名）として知られる樹脂とともに含むことができる。
【００３９】
リブポスト10を製造するために、さまざまな技法を使用することが可能である。フィラメントまたはテープ・ワインディング法、一方向性の含浸済み繊維を使用した手積み積層法、あるいは真空圧樹脂含浸法（VARTM）が、積層複合構造を製造する公知の方法の例であり、三角形のリブポスト10の製造に適した方法の例を構成することができる。上記方法のそれぞれから中空の三角形構造を製作するために、複合材料を、例えば鋼またはアルミニウムなどの金属から多部品または一部品の設計で製作される雄のマンドレルを覆って配置することができる。マンドレルを、マンドレルの除去を容易にするために、例えばポリテトラフルオロエチレン（PTFE）などの材料でコートすることができる。雄のマンドレルに、複合材料製のリブポストが硬化した後にマンドレルをリブポストから容易に取り除くことができるよう、小さなドラフト角（先細り）θを取り入れることができる。ドラフト角θを、リブポスト10の長さに沿った先細りθ（図4aを参照）に一致させることができる。取り外し式の中実マンドレルの代案として、収縮式または溶解式のマンドレルを使用することもでき、マンドレルが、リブポスト10の中空な実質的に三角形の形状が形成された後に取り除かれる。次いで、穴24および26ならびに開口28を、例えば機械加工によって形成することができる。
【００４０】
収縮式または溶解式のマンドレル、あるいは多部品からなるマンドレルが使用される場合には、複合材料から製作される三角形のリブポスト10は、必ずしも先細りでなくてもよい。しかしながら、例えば1部品のマンドレルが使用される場合など、いくつかの実施形態においては、長さに沿った実質的に一様な先細り（第1および第2の平坦部の間の角度を維持しつつ、三角形断面の辺および断面のサイズが一様に小さくなる）が、リブポスト10の硬化後の工具の除去をより容易にできることで、製造を促進することができる。
【００４１】
閉じた三角形の断面においては、開いたT断面に比べて、内部の燃料の圧力および他の原因からの引っ張り力の作用によって生じうる板厚応力が、第1および第2の平坦部の接点によって定められる頂点の近傍において、より小さくなる。したがって、第1および第2の平坦部12および14によって定められる頂点18（隣接配置の部品によって定められる角度に実質的に一致）の領域の積層体の厚さを、同等の開いたアングル材またはT断面の積層体の厚さよりも小さくすることができる。閉じた断面においては、応力が小さくなるため、頂点18の領域の積層体の厚さを減らすことができ、かつ半径Rを小さくすることができ、結果として、リブポスト10をより小さくでき、おそらくはより軽くすることができる。閉じた形態は、開いた形態を有する同等のリブポストよりも、より安価に製造することができる。
【００４２】
複合材料製のリブポスト10の構造的な特性を、製造時に頂点18、20、および22に補強を追加することによってさらに改善することができる。適切な補強の例として、Zピンまたは積層体の縫合（図示されていない）を挙げることができる。例えば積層体の縫合またはZピンによって頂点18、20、および22においてリブポスト10を補強することで、これらの頂点の追加の補強が、三角形構造の厚さの削減、したがって重量の軽減も促進することができる。
【００４３】
図8A、8B、および8Cが、リブ134を桁（例えば、図2に示した航空機120の翼124の前桁136）へと接合している三角形断面のリブポスト10のさらに詳細な概略図を形成している。
【００４４】
図2に示されているように、航空機120が、胴体122、第1および第2の主翼124および126、第1および第2の尾翼128および130、ならびに垂直尾翼132を備えている。リブ134が、前桁136および後桁138の間を延びている。図2においては、リブ134および桁136が、翼124についてのみ図示されているが、同等のリブ134および桁136が、残りの翼126、128、130ならびに尾部または垂直尾翼132にも設けられる。
【００４５】
図2の線A−Aに沿った断面図を形成している図8Aに概略的に示されているとおり、リブ134ならびに前桁136および後桁138は、翼124の外表面140の内側に位置している。図2および8Aが、あくまでも概略図であり、リブ134ならびに前桁136および後桁138の性状および位置の説明を目的としていることを、理解できるであろう。
【００４６】
図8Bおよび8Cが、図5に示されているような実質的に三角形断面のリブポスト10を使用してリブ134を前桁136へと接続する例をさらに詳しく示した断面図である。図8Bは、図8Cの線B−Bに沿って得た断面図であり、図8Cは、図8Bの線C−Cに沿って得た断面図である。
【００４７】
図8Bおよび8Cに示されているように、三角形断面のリブポスト10が、リブポスト10の第1の壁12を通過するリブ取り合いボルト34によってリブ134へと接合され、リブポスト10の第2の壁14を通過する桁取り合いボルト36によって前桁136へと接合されている。リブ取り合いボルト34および桁取り合いボルト35へのアクセスが、図5に示した第3の壁16のアクセス開口28によって可能である。
【００４８】
複合材料からなり、中空な実質的に三角形の断面を有しているリブポストを説明した。リブポスト10は、例えば航空機の翼の桁および内部のリブなど、2つの隣接配置の部品を一体に接合するための構造部材を形成することができる。リブポスト10を、第1、第2、および第3の壁12、14、および16から形成することができる。第1の壁12が、1つの部品の表面に当接でき、第2の壁14が、第2の部品の表面に当接できる。第1および第2の壁12および14を、リブおよび桁などといったそれぞれの部品へと取り付けて、それらを接合することができる。第3の壁16が、第1および第2の壁12および14をつなぎ合わせ、中空の三角形断面を形成している。
【００４９】
三角形のリブポスト10の閉じた形態ゆえに、板厚応力を、T断面などの開いた形態に比べて小さくすることが可能である。翼における桁の内部のリブへの接合など、航空機の用途においては、三角形断面の形態の閉じた断面を使用することによって、桁およびリブによって定められる角度に実質的に一致する三角形の頂点18の近傍において、内部の燃料の圧力および他の原因からの引っ張り力によって生じる板厚応力を小さくすることができる。
【００５０】
本発明の実施形態においては、三角形断面の閉じた形態と複合材料との組み合わせが、金属で作られたT断面に比べて、リブポスト10がより良好な強度特性を熱安定性、耐食性、および耐疲労性という追加の利益とともに有している点で、追加の利点を提供することができる。さらに、複合材料から製作される三角形のリブポスト10は、複合材料製のT断面または金属製のT断面に比べ、より軽量であるように設計することが可能であり、より費用対効果に優れた製造が可能である。
【００５１】
さまざまな実施形態を本明細書において説明したが、それらはあくまでも例として提示されており、そのような実施形態について、多数の変種および変更が当業者にとって明らかであり、そのような変種および変更は、特許請求の範囲に記載の発明の技術的範囲に包含される。
【００５２】
例えば、上述した実施形態においては、三角形のリブポスト10が翼においてリブを桁へと接合するために使用されているが、複合材料からなる中空の実質的に三角形断面のリブポスト10を、他の航空宇宙ならびに他の構造および用途において使用することが可能である。
【図１】
2010502516.tif 000003
【図２】
2010502516.tif 000004
【図３】
2010502516.tif 000005
【図４】
2010502516.tif 000006
【図５】
2010502516.tif 000007
【図６】
2010502516.tif 000008
【図７】
2010502516.tif 000009
【図８】
2010502516.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月25日(2009.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２４】
前記複合材料を配置するステップが、複合材料を積層するステップを含んでいる請求項２３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２５】
前記複合材料が、繊維強化の材料である請求項２３または２４に記載の方法。
【国際調査報告】
2010502516.tif 000011
2010502516.tif 000012