(57)【要約】【課題】短時間で、複数のストリンガを固定することができる、ストリンガ固定装置、及び補強構造の製造方法を提供する。【解決手段】ストリンガ固定装置は、板上に配置された複数のストリンガを固定する、複数のクランプと、前記複数のクランプを、予め定められた位置で保持する、クランプ保持部材とを具備する。【選択図】図４
2013147222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板上に配置された複数のストリンガを固定する、複数のクランプと、
前記複数のクランプを、予め定められた位置で保持する、クランプ保持部材と、
を具備する
ストリンガ固定装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたストリンガ固定装置であって、
更に、
前記クランプ保持部材を移動可能になるように支持する、支持機構
を具備する
ストリンガ固定装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたストリンガ固定装置であって、
前記支持機構は、ピン部材を有しており、
前記クランプ保持部材は、板状であり、
前記クランプ保持部材には、前記ピン部材が嵌まり込むガイド溝が設けられている
ストリンガ固定装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたストリンガ固定装置であって、
前記ガイド溝は、
鉛直方向に伸びる鉛直部と、
前記鉛直部の下端に結合し、水平方向に伸びる、下部水平部と、
前記鉛直部の上端に結合し、水平方向に伸びる、上部水平部とを備えている
ストリンガ固定装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載されたストリンガ固定装置であって、
更に、
前記ガイド溝における前記ピン部材の位置を固定する、くさび部材
を具備する
ストリンガ固定装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載されたストリンガ固定装置であって、
更に、
前記複数のクランプを同時に開閉する、クランプ開閉機構、
を具備する
ストリンガ固定装置。
【請求項７】
板上に、複数のストリンガを載置する工程と、
前記載置する工程の後に、ストリンガ固定装置により、前記複数のストリンガを固定する工程と、
前記固定する工程の後に、前記複数のストリンガを前記板に接着させる工程と、
を具備し、
前記ストリンガ固定装置は、
複数のクランプと、
前記複数のクランプを保持するクランプ保持部材とを備え、
前記固定する工程は、前記複数のクランプにより、前記複数のストリンガを同時に把持する工程を含んでいる
補強構造の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載された補強構造の製造方法であって、
前記固定する工程は、更に、
前記複数のクランプが前記複数のストリンガの上方に位置するように、前記クランプ保持部材を移動させる工程と、
前記移動させる工程の後に、前記複数のストリンガによって前記複数のクランプが把持されるように、前記クランプ保持部材を下降させる工程とを備え、
前記把持する工程は、前記下降させる工程の後に、前記複数のクランプを同時に閉じることにより、前記複数のストリンガを同時に把持する工程を含んでいる
補強構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストリンガ固定装置、及び補強構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機に用いられる主翼等には、高い強度が求められる。強度を高めるために、補強構造が設けられる場合がある。
【０００３】
図１は、航空機の主翼部材１００を示す斜視図である。主翼部材１００は、板状のスキン１０１を有している。スキン１０１上には、補強構造として、複数のストリンガ１０３が取り付けられている。複数のストリンガ１０３によって、スキン１０１が補強されている。
【０００４】
図２及び図３は、補強構造の製造方法を示す断面図である。図２に示されるように、まず、マンドレル１０４上に、スキン１０１が配置される。マンドレル１０４の上面は、目標とする主翼の形状に対応する形状を有している。次いで、スキン１０１上に、複数のストリンガ１０３が載せられる。次いで、複数のストリンガ１０３の各々が、スキン１０１に接着させられる。図３は、各ストリンガ１０３の接着方法を示す断面図である。図３（ａ）に示されるように、スキン１０１上に接着剤１０６を介して、各ストリンガ１０３が載せられる。載せられた各ストリンガ１０３は、クランプ１０５によって挟まれ、固定される。この際、複数のストリンガ１０３は、一つ一つ、クランプ１０５によって挟まれる。次いで、図３（ｂ）に示されるように、スキン１０１及びストリンガ１０３がバッグ１０８で覆われ、加熱処理が行われる。これにより、ストリンガ１０３が、スキン１０１に一体になるように固定され、補強構造が得られる。
【０００５】
関連技術して、特許文献１（特開昭５８−２０３０１４号公報）には、複合材料製品の成型法が開示されている。この複合材料製品の成型法は、複合材料からなる製品をオートクレーブによって一体成形するにおいて、上型治具と成形品との間に、成形品と同一素材よりなる格子状で且つ成形品に係合可能な溝を有する緩衝材を介在させたことを特徴とする複合材料製品の成型法が開示されている。
【０００６】
また、他の関連技術として、特許文献２（特許第４５７４０８６号）には、複合材翼の製造方法が開示されている。特許文献２には、リブポストを有する前桁と後桁、下面ストリンガ、下面外板用プリプレグおよび下面リブコード用プリプレグを使用して下面外板部構造体を一体成形する点、上面ストリンガ、上面外板用プリプレグおよび上面リブコード用プリプレグを使用して上面外板部構造体を一体成形する点、下面外板部構造体のリブポストおよび下面リブコードにリブを機械的結合手段によって結合する点、前桁と後桁に上面外板部構造体をファスナ結合した後リブに上面外板部構造体の上面リブコードを機械的結合手段によって結合し、下面外板部構造体と上面外板部構造体とを結合し、複合材翼を製造する点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−２０３０１４号公報
【特許文献２】特許第４５７４０８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図２及び図３に示した方法では、複数のストリンガ１０３が、一つずつ、クランプ１０５によって挟持される。従って、ストリンガ１０３の個数が多い場合、全てのストリンガ１０３を固定する為に費やされる時間が長くなってしまう。従って、本発明の課題は、短時間で、複数のストリンガ１０３を固定することができる、ストリンガ固定装置、及び補強構造の製造方法を提供することにある。
【０００９】
尚、既述の特許文献１及び２には、複数のストリンガ１０３の固定方法については何らの開示もない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るストリンガ固定装置は、板上に配置された複数のストリンガを固定する、複数のクランプと、前記複数のクランプを、予め定められた位置で保持する、クランプ保持部材とを具備する。
【００１１】
本発明に係る補強構造の製造方法は、板上に、複数のストリンガを載置する工程と、前記載置する工程の後に、ストリンガ固定装置により、前記複数のストリンガを固定する工程と、前記固定する工程の後に、前記複数のストリンガを前記板に接着させる工程とを具備する。前記ストリンガ固定装置は、複数のクランプと、前記複数のクランプを保持するクランプ保持部材とを備える。前記固定する工程は、前記複数のクランプにより、前記複数のストリンガを同時に把持する工程を含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、短時間で、複数のストリンガを固定することができる、ストリンガ固定装置、及び補強構造の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】航空機の主翼部材を示す斜視図である。
【図２】補強構造の製造方法を示す断面図である。
【図３】補強構造の製造方法を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係るストリンガ固定装置を示す概略図である。
【図５Ａ】ストリンガ固定装置の動作方法を示す概略図である。
【図５Ｂ】ストリンガ固定装置の動作方法を示す概略図である。
【図５Ｃ】ストリンガ固定装置の動作方法を示す概略図である。
【図５Ｄ】ストリンガ固定装置の動作方法を示す概略図である。
【図６】第２の実施形態に係るストリンガ固定装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しつつ、第１の実施形態について説明する。
【００１５】
図４は、第１の実施形態に係るストリンガ固定装置１を示す概略図である。このストリンガ固定装置１は、スキン６上に配置された複数のストリンガ５を固定する為に用いられる。スキン６は、航空機の主翼部材として用いられ、マンドレル７上に配置されている。
【００１６】
ストリンガ固定装置１は、フレーム２（支持機構）、面板３（クランプ保持部材）、及び複数のクランプ４を有している。
【００１７】
フレーム２は、面板３を支持するために設けられている。フレーム２は、面板３を移動可能に支持するためのピン８が設けられている。フレーム２は、マンドレル７に対して固定されている。
【００１８】
面板３は、複数のクランプ４を保持するために設けられている。面板３には、溝９が設けられている。溝９には、フレーム２のピン８が嵌まり込んでいる。ピン８は、溝９内を移動することが可能になっている。すなわち、面板３は、ピン８が溝９内を移動するように、フレーム２に対して移動可能になっている。尚、本実施形態では、溝９は、二箇所に設けられている。
【００１９】
複数のクランプ４は、複数のストリンガ５を固定するために設けられている。複数のクランプ４は、予め定められた位置で、面板３に支持されている。
【００２０】
図５Ａは、面板３及び各クランプ４を示す図であり、初期状態を示す模式図である。図５Ａに示されるように、面板３に設けられた溝９は、上部水平部９−１、下部水平部９−２、及び鉛直部９−３を有している。上部水平部９−１は、水平方向に沿って伸びている。下部水平部９−２は、上部水平部９−１よりも下方に設けられており、上部水平部９−１と同様に水平方向に沿って伸びている。鉛直部９−３は、鉛直方向に沿って伸びており、上部水平部９−１と下部水平部９−２とを接続している。
【００２１】
また、各クランプ４は、中央部４−１、固定部４−２、及び移動部４−３を有している。中央部４−１は、面板３に固定されている。固定部４−２は、中央部４−１に連結されており、中央部４−１に固定されている。移動部４−３も、中央部４−１に連結されている。但し、移動部４−３は、中央部４−１との連結部分を軸として回転可能になっている。各クランプ４は、移動部４−３を回転させることにより、開閉可能になっている。各クランプ４を閉状態にすることで、固定部４−２と移動部４−３とによって各ストリンガ５が挟まれ、固定される。
【００２２】
続いて、上述のストリンガ固定装置１の動作方法について説明する。
【００２３】
既述のように、図５Ａには、初期状態が示されている。また、図５Ｂ乃至図５Ｄは、ストリンガ固定装置１の動作方法を示す概略図である。尚、図５Ａに示される例では、各ストリンガ５が、基準となる位置（所望する位置）からずれた位置に載せられている場合について説明する。
【００２４】
図５Ａに示されるように、初期状態においては、下部水平部９−２にピン８が挿入されている。これにより、面板３は、各クランプ４が各ストリンガ５の上方に位置するように、フレーム２によって支持される。初期状態において、各クランプ４は開状態とされる。
【００２５】
続いて、図５Ｂに示されるように、面板３が降ろされる。具体的には、ピン８が、下部水平部９−２及び鉛直部９−３を介して上部水平部９−２に到達するように、面板３が移動させられる。この動作により、面板３は、各クランプ４が各ストリンガ５と干渉しない位置にまで水平方向に移動した後、鉛直下方に移動する。
【００２６】
続いて、図５Ｃに示されるように、ピン８が上部水平部９−１内を移動させられる。これにより、固定部４−２の先端部分が、基準位置に合わせられる。ここで、各ストリンガ５が、基準位置よりも固定部４−２側にずれていたとする。このような場合であっても、各ストリンガ５は、固定部４−２によって押され、基準位置に移動させられる。
【００２７】
続いて、図５Ｄに示されるように、移動部４−３が移動され、各ストリンガ５が各クランプ４により挟まれ、固定される。ここで、各ストリンガ５が、基準位置よりも移動部４−３側にずれていたとする。このような場合であっても、各ストリンガ５は、移動部４−３によって押され、基準位置に移動させられる。
【００２８】
その後、図５Ｄに示されるように、ピン８の位置が固定されるように、上部水平部９−１に固定くさび１０が挿入される。
【００２９】
以上説明した動作方法により、複数のストリンガ５が、複数のクランプ４によって固定される。尚、その後、図３に示した例と同様に、各ストリンガ５がスキン６に接着される。これにより、補強構造が得られる。
【００３０】
本実施形態によれば、複数のクランプ４が面板３に取り付けられているので、１回の動作で全てのストリンガ５を固定することができる。
【００３１】
また、航空機の主翼部材は、サイズが大きい。従って、複数のストリンガ５を所望する位置（基準位置）に正確に配置することが難しくなる。しかしながら、本実施形態によれば、複数のクランプ４が予め定められた位置で面板３に支持されている。そして、各ストリンガ５が基準位置から多少ずれた位置に配置されていた場合であても、各クランプ４により押されるため、各ストリンガ５を基準位置に合わせることが可能になる。すなわち、複数のストリンガ５を、容易に所望する位置で固定することが可能になる。
【００３２】
尚、本実施形態では、溝９が、上部水平部９−１、下部水平部９−２、及び鉛直部９−３を有している場合について説明した。但し、溝９の形状は、必ずしもこのような形状に限られるものではなく、鉛直方向及び水平方向の双方に面板３が移動可能となるような形状であればよい。例えば、溝９は、円弧状であってもよい。
【００３３】
また、本実施形態では、各クランプ４が、固定部４−２及び移動部４−３を有している場合について説明した。但し、各クランプ４は、各ストリンガ５を固定できるように構成されていればよい。例えば、固定部４−２に代えて、移動部が用いられてもよい。すなわち、各クランプ４は、一対の移動部によって各ストリンガ５を固定するように構成されていてもよい。
【００３４】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係るストリンガ固定装置１を示す図である。本実施形態では、面板３に、更に、ハンドル１２およびロッド１３が取り付けられている。また、面板３をフレーム２に対して固定するために、固定くさび１０（図５Ｄ参照）に代えて、固定ピン１４が用いられる。更に、面板３を支持するために、巻き取り機構１６及びスプリング１５が設けられている。その他の点については、第１の実施形態と同様の構成及び動作を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００３５】
既述のように、各クランプ４では、移動部４−３が、中央部４−１に対して、連結軸を中心に回転可能になるように構成されている。ここで、本実施形態では、複数のクランプ４の移動部４−３の一端に、ロッド１３が連結されている。ロッド１３は、面板３に取り付けられたロッド支持部材１７により、長さ方向に移動可能に支持されている。また、ロッド１３の一端には、ハンドル１２が取り付けられている。ここで、ハンドル１２を回転させると、ロッド１３が長さ方向に移動する。これにより、全てのクランプ４において、移動部４−３がロッド１３により移動させられ、開閉が行なわれる。すなわち、ハンドル１２を回すことにより、全てのクランプ４を同時に操作することが可能になっている。一度の操作により、全てのクランプ４を開閉させることができるので、複数のストリンガ５を、より短時間で固定することが可能になる。
【００３６】
また、本実施形態では、面板３及びフレーム２に、開口が設けられている。これらの開口は、ピン８が上部水平部９−１の端部に位置するとき、重なるように配置されている。固定ピン１４は、これらの開口に挿入される。固定ピン１４が挿入されることにより、面板３がフレーム２に対して固定される。
【００３７】
また、本実施形態では、面板３を昇降自在に支持するために、巻き取り機構１６及びスプリング１５が設けられている。巻き取り機構１６は、フレーム２に固定されている。スプリング１５は、一端で巻き取り機構１６に巻かれ、他端で面板３に連結されている。巻き取り機構１６は、スプリング１５を巻き取ることができるように構成されている。すなわち、本実施形態では、面板３を鉛直方向に移動させる際に、巻き取り機構１６によりスプリング１５が巻き取られる。これにより、面板３を簡単に鉛直方向に移動させることが可能になる。
【００３８】
以上、本発明について、第１及び第２の実施形態を用いて説明した。尚、これらの実施形態は独立するものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせて用いることも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ストリンガ固定装置
２  フレーム
３  面板
４  クランプ
４−１  中央部
４−２  固定部
４−３  移動部
５  ストリンガ
６  スキン
７  マンドレル
８  ピン
９  溝
９−１  上部水平部
９−２  鉛直部
９−３  下部水平部
１０  固定くさび
１１  ボールねじ
１２  ハンドル
１３  ロッド
１４  固定ピン
１５  スプリング機構
１６  巻き取り機構
１７  ロッド支持部材
１００  主翼部材
１０１  スキン
１０２  ストリンガ
１０４  マンドレル
１０５  クランプ  
１０６  接着剤  
１０８  バッグ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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