(57)【要約】      （修正有）【課題】薄い翼でも固定具に強いストレスがかからない第１と第２の翼部同士の取り付け方法を提供する。【解決手段】本取り付け方法は、一方の翼部３００を他方の翼部２００に対し組立開始時の位置関係で配置し、各翼部のヒンジ部材２２５、３２５同士を位置合わせするステップと、ヒンジ軸体を、前記位置合わせしたヒンジ部材に挿入し、翼部同士を組立開始時の位置関係にて最初に連結するステップと、一方の翼部を、ヒンジ軸体により定まる合成角の回りを他方の翼部に対し回転させ、翼部同士を組立完了時の位置関係である第２の位置関係とするステップを含む。また、翼組立体も提供される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の翼部同士の取り付け方法であって、
一方の翼部を他方の翼部に対し組立開始時の位置関係で配置し、各翼部のヒンジ部材同士を位置合わせするステップ (ｄ)と、
ヒンジ軸体を、前記位置合わせしたヒンジ部材に挿入し、翼部同士を組立開始時の位置関係にて最初に連結するステップ (ｅ)と、
一方の翼部を、ヒンジ軸体により定まる合成角の回りを他方の翼部に対し回転させ、翼部同士が組立完了時の位置関係となる第２の位置関係とするステップ (ｆ)と、
を含むことを特徴とする取り付け方法。
【請求項２】
一方の翼部を回転させるステップは、
組立完了時の位置関係の時に両方の翼部がほぼ同じ幾何平面に位置するように、翼部を回転させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の取り付け方法。
【請求項３】
各翼組立体が分離面を有し、
取り付け方法が、
一方の翼部を他方の翼部に対し回転させ、翼部同士が組立完了時の位置関係にある時に分離面同士が当接するステップを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の取り付け方法。
【請求項４】
固定具を分離面に通し、固定具を連結して組立完了時の位置関係で翼部を固定し、前記ヒンジ回りの回転を防ぐステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の取り付け方法。
【請求項５】
ヒンジ軸体が前記位置合わせされたヒンジ部材に挿入される時に、長手方向と翼弦方向の両方の垂直軸に対し傾斜して配置され合成角を形成するように、翼部を構成するステップを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の取り付け方法。
【請求項６】
ヒンジ軸体の上端部が、長手方向の先端部と翼弦方向の翼部の後端へ向けて傾くように、翼部を構成するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の取り付け方法。
【請求項７】
翼部が機内部分と先端部を有し、
取り付け方法が、
先端部を、ヒンジ軸体で定められる合成角の回りを静止した機内部分に対し回転させ、先端部が機内部分に対して組立完了時の位置関係にある第２の位置関係とするステップを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の取り付け方法。
【請求項８】
機内部分が、航空機の胴体に取り付けるための基端部と、遠端部とを有する航空機の翼の一部であり、先端部が、前記取り付け方法によって遠端部に取り付けられるウィングレットまたはシャークレットを有することを特徴とする、請求項７に記載の取り付け方法。
【請求項９】
第１及び第２の翼部を備える翼組立体であって、
各翼部が、
翼部が組立開始時の位置関係で配置される時に位置合わせされる、協働するヒンジ部材と、
前記位置合わせされたヒンジ部材に挿入され前記翼部同士を組立開始時の位置関係で連結するヒンジ軸体と、
を有し、
協働するヒンジ部材が、前記ヒンジ軸体の軸が前記翼組立体の２つの軸に対して合成角度ぶん傾いて配置されるように構成され、翼部が組立完了時の位置まで相対回転可能であることを特徴とする翼組立体。
【請求項１０】
各翼部が、翼部が組立完了時の位置関係にある時に当接する分離面を備えていることを特徴とする請求項９に記載の翼組立体。
【請求項１１】
ヒンジ部材と分離面は、分離面が当接する時に両方の翼部が組立完了時の位置関係にてほぼ同じ幾何平面上に配置されるように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の翼組立体。
【請求項１２】
分離面を通じて延び、翼部を組立完了時の位置関係で固定し、前記ヒンジ回りの回転を防ぐ固定具を有することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の翼組立体。
【請求項１３】
ヒンジ軸体が前記位置合わせされたヒンジ部材に挿入される時に、長手方向と翼弦方向の両方の垂直軸に対し傾斜して配置され合成角を形成するように、翼部が構成されることを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか一項に記載の翼組立体。
【請求項１４】
翼部が機内部分と先端部を有し、
先端部は、ヒンジ軸体によって定められる合成角の回りを、静止した機内部分に対し、先端部が機内部分に対し組立完了時の位置関係となる第２の位置関係まで回転可能であることを特徴とする請求項９乃至請求項１３のいずれか一項に記載の翼組立体。
【請求項１５】
ヒンジ軸体の上端部が、長手方向の先端部と翼弦方向の翼部の後端へ向けて傾くように、翼部が構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の翼組立体。
【請求項１６】
機内部分が、航空機の胴体に取り付けるための基端部と、遠端部とを有する航空機の翼の一部であり、先端部が、前記遠端部に前記取り付け可能なウィングレットまたはシャークレットを有することを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の翼組立体。
【請求項１７】
以上に実質的に記載された方法。
【請求項１８】
添付図面の図２から図１０を参照して以上に実質的に記載された翼組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの翼表層構造同士を連結する方法に関する。特に、２つの翼表層構造を組立開始時の第１の位置関係でまずヒンジによって連結し、続いて一方の翼表層構造を、他方の翼表層構造に対しヒンジ軸の回りを回転させて、組立完了時の位置関係で翼表層構造同士が最終的に連結され、修理または交換されるまで維持される第２の位置関係とする方法に関する。さらに、本発明は、本発明の方法に従って連結された翼部を有する翼組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料効率がより高く、より静かな航空機（aircraft）の需要が高まるにつれ、航空機の構造はさらに進化し、より大きな表面積で、かつ断面が薄い翼の需要があるのは明らかである。その結果、翼部の連結部に用いられる従来の取り付け構造や固定具では、翼部間の接触面積が制限される結果、固定孔間の最小距離の制限規制により設計が難しい従来の固定具のための空間が不足することになり、従来の取り付け構造や固定具は限界に達している。あるいはこれを超過している。また、上記のような新しく進化した翼形状において使用される場合、従来の固定具が、固定具に掛かる強いストレスに常に耐えられるわけではないことも明らかである。
【０００３】
二つの部分を有する翼に関し、出願人の過去の出願GB200919019（2009年10月30日出願）を参照して説明する。機外部分は、翼の長さ方向に沿った長手方向軸と長手方向軸に対して９０度の角度をなす翼弦方向軸に対して合成角度分だけ傾斜して配置されたヒンジ軸の回りを回転可能であり、航空機が飛んでいない時は機外部分が収納され、ほぼ垂直な位置をとる。これにより、航空機が通常よりはるかに長い翼長を有することが可能となり、かつ、標準的な空港ゲートを使用可能であるという、短い翼長の航空機が持つ実用性も達成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０５１６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した過去の出願からわかる翼形状および合成ヒンジ配置は、２つの翼構造を連結する場合にも適用できる。従来の翼長の航空機で、航空機が飛んでいないときに一方の翼構造を他の翼構造に対し回転させることを意図しないが、メンテナンスや修理のために解体されるまで永続的に組立時の相対位置を保持するような場合も同様である。この隣接する翼構造の組立方法は、大きな表面積であるが薄く、従来の固定具の使用が前述のように問題となる翼構造に役立つ。ＷＯ２０１１／０５１６９９には、一方の翼構造の他方の翼構造に対する動きを制御する複雑なギア機構について記載されているが、これは、翼構造の相対移動が後述する組立の完了に必要ない本発明の方法に必要ではなく、本発明の組立方法は、ＷＯ２０１１／０５１６９９には記載されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の一態様によれば、第１と第２の翼部同士の取り付け方法であって、
一方の翼部を他方の翼部に対し組立開始時の位置関係で配置し、各翼部のヒンジ部材同士を位置合わせするステップ(ａ)と、
ヒンジ軸体を、前記位置合わせしたヒンジ部材に挿入し、翼部同士を組立開始時の位置関係にて最初に連結するステップ(ｂ)と、
一方の翼部を、ヒンジ軸体により定まる合成角の回りを他方の翼部に対し回転させ、翼部同士が組立完了時の位置関係となる第２の位置関係とするステップ(ｃ)と、
を含む取り付け方法が提供される。
【０００７】
一方の翼部を回転させるステップは、組立完了時の位置関係の時に両方の翼部がほぼ同じ幾何平面に位置するように、翼部を回転させるステップを含むことが好ましい。
【０００８】
各翼組立体が分離面を有し、取り付け方法が、一方の翼部を他方の翼部に対し回転させ、翼部同士が組立完了時の位置関係にある時に分離面同士が当接するステップを含んでもよい。
【０００９】
また、本取り付け方法は、固定具を分離面に通し、固定具を連結して組立完了時の位置関係で翼部を固定し、前記ヒンジ回りの回転を防ぐステップをさらに含むことが好ましい。
【００１０】
本取り付け方法は、さらに、ヒンジ軸体が前記位置合わせされたヒンジ部材に挿入される時に、長手方向と翼弦方向の両方の垂直軸に対し傾斜して配置され合成角を形成するように、翼部を構成するステップを含む。本取り付け方法は、ヒンジ軸体の上端部が、長手方向の先端部と翼弦方向の翼部の後端へ向けて傾くように、翼部を構成するステップを含むことが好ましい。
【００１１】
翼部が機内部分と先端部を有してもよく、本取り付け方法が、先端部を、ヒンジ軸体で定められる合成角の回りを静止した機内部分に対し回転させ、先端部が機内部分に対して組立完了時の位置関係にある第２の位置関係とするステップを含んでもよい。
【００１２】
一つの実施形態によれば、機内部分が、航空機の胴体に取り付けるための基端部と、遠端部とを有する航空機の翼の一部であり、先端部が、前記取り付け方法によって遠端部に取り付けられるウィングレット（winglet）またはシャークレット（sharklet）を有する。
【００１３】
また、本発明によれば、第１及び第２の翼部を備える翼組立体であって、各翼部が、翼部が組立開始時の位置関係で配置される時に位置合わせされる、協働するヒンジ部材と、前記位置合わせされたヒンジ部材に挿入され前記翼部同士を組立開始時の位置関係で連結するヒンジ軸体と、を有し、協働するヒンジ部材が、前記ヒンジ軸体の軸が前記翼組立体の２つの軸に対して合成角度ぶん傾いて配置されるように構成され、翼部が組立完了時の位置まで相対回転可能であることを特徴とする翼組立体が提供される。
【００１４】
好ましい実施形態では、各翼部が、翼部が組立完了時の位置関係にある時に当接する分離面を備えている。
【００１５】
ヒンジ部材と分離面は、分離面が当接する時に両方の翼部が組立完了時の位置関係にてほぼ同じ幾何平面上に配置されるように構成されることが好ましい。
【００１６】
好ましい実施形態では、組立体は、分離面を通じて延び、翼部を組立完了時の位置関係で固定し、前記ヒンジ回りの回転を防ぐ固定具を有する。
【００１７】
ヒンジ軸体が前記位置合わせされたヒンジ部材に挿入される時に、長手方向と翼弦方向の両方の垂直軸に対し傾斜して配置され合成角を形成するように、翼部が構成されることが好ましい。
【００１８】
好ましい実施形態では、翼部が機内部分と先端部を有し、先端部は、ヒンジ軸体によって定められる合成角の回りを、静止した機内部分に対し、先端部が機内部分に対し組立完了時の位置関係となる第２の位置関係まで回転可能である。
【００１９】
ヒンジ軸体の上端部が、長手方向の先端部と翼弦方向の翼部の後端へ向けて傾くように、翼部が構成されてもよい。
【００２０】
好ましい実施形態では、機内部分が、航空機の胴体に取り付けるための基端部と、遠端部とを有する航空機の翼の一部であり、先端部が、前記遠端部に前記取り付け可能なウィングレットまたはシャークレットを有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】航空機の胴体から遠い位置にある各翼の端部にシャークレットを装備した従来の航空機を示す図である。
【図２】機内部分及び先端部を組立完了時の構成で位置合わせした翼組立体の一部を示す斜視図である。翼組立体には、長手方向、翼弦方向、鉛直方向の軸を有する直交座標系を示した。
【図３】図２と同様の図であるが、隠れた詳細部分が点線で示されている。
【図４】図２と図３に示された翼組立体の一部の平面図である。
【図５】組立前の翼組立体を示す図である。先端部は、機内部分に対し回転した、または組立開始時の位置関係にあり、二つの部分の図示される相対位置が互いに向かって移動する際に、協働する各翼部の部材が係合する。
【図６】図５の翼組立体を示す図であり、２つの翼部同士が合わさり協働する各翼部のヒンジ部材が係合した直後を示す。
【図７】図５の翼組立体を翼の基端部から翼に沿った方向に示す図であり、協働するヒンジ部材を通り翼部同士を組立時の位置関係にて最初に連結するヒンジピンを示す。
【図８】図６及び図７の翼組立体の斜視図であり、先端部が組立開始時の位置にある。
【図９】図８と同様の斜視図であるが、隠れた詳細部分が点線で示されている。
【図１０】図６から図９に示す翼組立体の後部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態を、添付した図２〜１０を参照して説明する。
【００２３】
本発明は、各種の翼表層構造同士の取り付けに使用可能であるが、特にシャークレットやウィングレットの翼端装置の主翼ボックスへの取り付けに用いることができ、この連結部が、小さな断面積で負荷を伝達し、高い負荷がかかるような構造である場合に適用される。シャークレットやウィングレットは各翼端の端部から直立し、振動を減らして燃料効率の良い航空機となることが知られている。図１は、各翼３の端部にシャークレット２を備えた従来の航空機１を示す。
【００２４】
図２〜４で示されるように、翼１００は、例えば、ジェット機等の航空機（一部のみ図示）に使用される翼１００として構成される。航空機の翼１００は、翼１００を航空機の胴体に固定する基端（図示せず）を含む機内部分２００を有する。翼１００はさらに、例えばシャークレットである、翼１００の外側端部に位置する先端部３００を備える。図２〜４は組立完了時の翼１００の機内部分と機外部分の構成の一部を示し、機内部分２００及び機外部分３００がほぼ同じ幾何平面上にあり、上下面がほぼ同じ平面上にある。
【００２５】
機内部分２００と先端部３００は、主にヒンジ４００（図３に示す）によって連結される。詳細は後述するが、ヒンジ４００は、先端部３００を、設置位置または組立位置から図２、３及び４で示される構成へと回転可能とする。機内部分２００と先端部３００はそれぞれ、協働するヒンジ部材２２５、３２５を有し、ヒンジ部材２２５、３２５は、機内部分２００と先端部３００が合わさったときに係合し、ヒンジ軸体４５０（図７参照）を挿入して機内部分２００と先端部３００を回転可能に連結できるようになる。機内部分２００と先端部３００を一旦ヒンジ連結すると、先端部３００を図２、３及び４に示す組立完了時の永続的位置まで回転させる。
【００２６】
図５は、ヒンジ軸体４５０を挿入する前に機内部分２００に合わせられる先端部３００を示している。ヒンジ部材２２５、３２５の位置を揃えて係合し、ヒンジ軸体４５０を挿入可能にするため、先端部３００が、機内部分２００と先端部３００が同一の幾何平面に配置されないように傾いて機内部分に合わせられる（先端部３００が矢印Ａで示す方向に機内部分２００側へ移動する）。機内部分２００は傾斜した分離面２５０を有し、対応する傾斜を有する先端部３００の分離面３５０と合わさるが、これは、先端部３００がヒンジ４００の回りを機内部分２００に対し回転し、組立完了時の位置となった場合に限られる。
【００２７】
図６は機内部分２００と先端部３００の平面図であり、２つの部分２００、３００が合わさってヒンジ部材２２５、３２５が協働する状態を示す。図７は機内部分２００と先端部３００を示す別の図であり、基端から先端へと翼に沿って見たもので、機内部分２００と先端部３００のヒンジ部材２２５、３２５を連結するための挿入方向にてヒンジピン４５０も示されている。
【００２８】
図８及び９は、機内部分２００と先端部３００の正面斜視図であり、隠れた詳細部分が図９では示されるとともに、ヒンジ４００の方向も示されている。図１０には後部斜視図も示されている。
【００２９】
ヒンジ軸体４５０を一旦挿入すると、ねじ固定かつ/またはクランプ固定によって位置固定でき、各種のくさび止め作業もこの段階で行うことができる。一方、ヒンジ４００や機内部分２００と先端部３００の間の合わせ面２５０、３５０はまだ利用可能である。
【００３０】
翼先端部３００の図８、９及び１０に示す設置位置と、図２、３及び４に示す組立完了時の位置の間の移動は、２つの回転運動、すなわち、少なくとも２つの分離した直交する回転軸の回りの先端部３００の回転成分を含む。組立位置にある先端部３００の幾何平面は、固定された機内部分２００の幾何平面に対して９０度までの角度をなす。
【００３１】
図８〜１０に示す組立位置から、分離面２５０、３５０が合わさる図２、３、及び４に示す組立完了時の位置に移動するため、先端部３００は、１を超える数の軸の回りの回転成分を含まなければならない。
【００３２】
ヒンジ軸体４５０の角度は、以下、図２に示す、翼１００の機内部分２００の長さ方向に沿った長手方向軸ＸＩと、翼１００の機内部分２００の幅方向を横切る翼弦方向軸ＹＩと、翼１００の機内部分２００の深さ方向を通る垂直方向軸ＺＩと、を備える直交座標系を用いて述べる。
【００３３】
長手方向軸ＸＩ及び翼弦方向軸線ＹＩの回りの回転を達成するために、協働するヒンジ部材２２５、３２５は、ヒンジ軸体４５０が機内部分２００及び先端部３００の間の合成角の方向となるように位置する。
【００３４】
ヒンジ軸体４５０と、機内部分２００及び先端部３００の各々の協働するヒンジ部材は、垂直方向軸ＺＩと平行な位置から長手方向ＸＩ及び翼弦方向ＹＩの両方において傾き、長手方向の傾斜要素及び翼弦方向の傾斜要素を有する合成角ヒンジラインを形成する。翼１００の上端部に最も近いヒンジ軸体４５０の上端部は、軸体４５０の下端部に対して、鉛直位置から翼１００の後端１１０側（翼弦方向傾斜要素）と翼１００の先端側（長手方向傾斜要素）へと傾いている。ヒンジ軸体４５０と、協働するヒンジ部材２２５、３２５の位置関係の精度は、先端部３００の望ましい回転運動の精度に依存する。
【００３５】
翼１００の後端では、翼１００の機内部分２００と先端部３００の当接面２５０、３５０が、ヒンジ軸体４５０の長手方向傾斜要素に対し略９０度の角度をなして互いに合わさる。翼１００の前端では、翼１００の機内部分２００と先端部３００の当接面２５０、３５０が、ヒンジ軸体４５０の翼弦方向傾斜要素と略等しい角度で互いに合わさる。したがって、当接面２５０、３５０が翼１００の前端で合わさる角度は、翼１００の後端で当接面２５０、３５０が合わさる角度と異なっている。機内部分２００と先端部３００の間の分離線Ｓは、翼１００の上面及び下面を横切り、曲がって延びる。分離線の主要部分は翼弦方向Ｙ１に対して鋭角で、翼１００の上面及び下面を横切って延びる。分離線Ｓはさらに鉛直方向軸ＺＩ及びＺＴに対して鋭角で、翼１００の前端面及び後端面を横切って延びる。
【００３６】
一旦先端部３００が組立開始位置からその組立完了位置まで回転し、分離面２５０、３５０が合わさると、次に固定具５００を複数の分離面２５０、３５０を連結するように設け、永続的に連結するか、メンテナンスにおいて先端部３００の除去もしくは交換が必要になるまで連結する。これらの固定具５００は、図中では機内部分２００及び先端部３００の外側に示されるが、これは明確さのためであり、これらの固定位置は、機内部分２００と先端部３００の内部にあり機内部分２００及び／または先端部３００の底部カバーの取り外し可能パネルを通じて利用可能であることが望ましい。
【００３７】
以上で説明した翼１００は、軍用機、ヘリコプター、及びグライダーを含む種々のタイプの航空機で使用可能である。
【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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【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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【外国語明細書】
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