(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化複合材からなる筒状スキンの開口部に圧力隔壁を接合してなる航空機の与圧室に於ける接合構造体であって、前記圧力隔壁は繊維強化複合材からなる圧力隔壁スキン及び補強部材を含み、前記筒状スキンの開口部と前記圧力隔壁スキンの縁部とは繊維強化複合材からなるリング状の副接合部材を介して接着接合され前記与圧室のシール構造を成し、前記筒状スキンの開口部の前記圧力隔壁の外側まで延長された開口端部と前記補強部材の端部とは繊維強化複合材からなる主接合部材を介して機械的接合手段により接合され、前記主接合部材は前記圧力隔壁に掛かる荷重を筒状スキンに伝えることに専念することを特徴とする接合構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の接合構造体において、前記圧力隔壁スキンが平板状であることを特徴とする接合構造体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の接合構造体において、前記補強部材がＩ型断面形状を有することを特徴とする接合構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の接合構造体において、前記リング状の副接合部材がＬ型断面形状を有することを特徴とする接合構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は繊維強化複合材からなる筒状スキンの開口部に圧力隔壁を接合してなる接合構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機等の与圧室（通常、0.3〜0.7kg/cm2程度）の前後に置かれる圧力隔壁は、球面パネルと平面パネルに大別できる。大型機の場合、後部圧力隔壁には球面パネルが多用される。球面パネルは球面に加工した板を補強した構造であり、圧力を膜力として受ける。球面パネルは構造効率が高く重量ペナルティーが小さいという利点を有するが、製造コストが高く無駄なスペースが出来やすいという問題がある。
【０００３】
一方、小型機の場合はスペース確保の観点から平面パネルが用いられることが多い。平面パネルは平板を太い梁で補強した構造であり、圧力を曲げモーメントで受ける。平面パネルは構造が非常に簡単でスペース効率が高い。
【０００４】
繊維強化複合材からなる小型航空機の胴体スキンに圧力隔壁を接合する際に高い信頼性を得るためには、胴体スキンと圧力隔壁外縁をリベット、接着等により接合し、更にエア漏れ対策として複雑なシール構造を形成する必要がある。従ってこの場合、高コスト化及び重量化が避けられない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、軽量でスペース効率及び信頼性に優れ、且つ低コストで製造できるスキンと圧力隔壁の接合構造体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、圧力隔壁を機械的接合及び接着接合を併用してスキンに接合することにより、軽量でスペース効率及び信頼性に優れ、且つ低コストで製造できる接合構造体が得られることを発見し、本発明に想到した。
【０００７】
すなわち、本発明の接合構造体は、繊維強化複合材からなる筒状スキンの開口部に圧力隔壁を接合してなる航空機の与圧室に於ける接合構造体であって、前記圧力隔壁は繊維強化複合材からなる圧力隔壁スキン及び補強部材を含み、前記筒状スキンの開口部と前記圧力隔壁スキンの縁部とは繊維強化複合材からなるリング状の副接合部材を介して接着接合され前記与圧室のシール構造を成し、前記筒状スキンの開口部の外側まで延長された開口端部と前記補強部材の端部は繊維強化複合材からなる主接合部材を介して機械的接合手段により接合され、前記主接合部材は前記圧力隔壁に掛かる荷重を筒状スキンに伝えることに専念することを特徴とする。
【０００８】
本発明の接合構造体においては、圧力隔壁スキンは平板状であるのが好ましく、補強部材はＩ型断面形状を有するのが好ましい。更にリング状の副接合部材の断面形状はＬ型であるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明のスキンと圧力隔壁の接合構造体を詳細に説明する。図１は、本発明の接合構造体の一例を示す部分斜視図であり、図２は図１に示す接合構造体１の部分拡大斜視図（筒状スキン２は図示せず）であり、図３は図１に示す接合構造体１のＡ−Ａ線における部分断面図である。図１〜３に示すように、接合構造体１は筒状スキン２の開口部に圧力隔壁を接合してなる。圧力隔壁は圧力隔壁スキン３及び補強部材を含む。本実施例においては、メインビーム４及びサブビーム５が補強部材に相当する。筒状スキン２の開口部と圧力隔壁スキン３の縁部は副接合部材６を介して接合し、筒状スキン２の開口部とメインビーム４及びサブビーム５の端部はそれぞれ主接合部材（メインクリップ７及びサブクリップ８）を介して接合する。必要に応じてメインビーム４とサブビーム５の交差部をアングル９等により補強してもよい。
【００１１】
本発明で用いる筒状スキン、圧力隔壁（圧力隔壁スキン及び補強部材）、副接合部材及び主接合部材は繊維強化複合材からなる。本発明では炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維に熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フェノール樹脂等）又は熱可塑性樹脂（PEEK、ナイロン６、ナイロン６６、ポリエチレンテレフタレート等）を含浸させてなる繊維強化複合材が使用可能である。熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましく、熱可塑性樹脂としてはナイロンが好ましい。強化繊維と熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂との配合割合は任意に調整しうる。各部材を形成する繊維強化複合材は同じでも異なっていてもよいが、同じであるのが好ましい。
【００１２】
圧力隔壁に掛かる荷重は次の２つの経路：
（１）圧力隔壁スキン→補強部材→主接合部材→筒状スキン、及び
（２）圧力隔壁スキン→副接合部材→筒状スキン
に分かれて筒状スキンに及ぶ。
【００１３】
荷重の大部分は上記（１）の経路を流れるため、筒状スキンの開口部と補強部材の端部は主接合部材を介して機械的接合手段により接合し、信頼性を確保する。機械的接合手段の種類、材質等は特に限定されず、例えばFRP製ファスナー及びステンレス鋼、金属等からなるボルト等が使用できる。軽量化及び耐食性の観点からはチタン製接合手段を用いるのが好ましい。
【００１４】
一方、上記（２）の経路を流れる荷重は非常に小さいので、筒状スキンの開口部と圧力隔壁スキンの縁部は副接合部材を介して接着接合すれば十分な強度が得られる。本発明では副接合部材の接着接合が可能となったためシール構造が不要であり、低コスト化及び軽量化の効果が得られる。接着はエポキシ樹脂等の接着剤を用いて行うのが好ましい。接着剤は複数混合して用いてもよい。また、接着時には0.1〜２kg/cm2で加圧するのが好ましい。
【００１５】
筒状スキンの厚みは特に限定されず用途に応じて適宜変更すればよい。また形状も特に限定されず円筒状、楕円筒状、角部を有する筒状等であってよい。
【００１６】
圧力隔壁は圧力隔壁スキン及びその上に配置される補強部材を含む。圧力隔壁スキンはスペース効率の観点から平板状であるのが好ましい。またその厚みは、小型航空機に使用する場合は0.8〜2.3mmとするのが好ましい。
【００１７】
補強部材は接着、リベット等により圧力隔壁スキン上に固定する。中でも、接着成形するのが好ましい。一般に補強部材は格子状にスキン上に配置するが、配置する際の数や組み合わせ方は適宜変更してよい。上記筒状スキンの開口部は圧力隔壁の外側まで延長された与圧のかからない開口端部を有するのが好ましく、補強部材の端部は該開口端部に接合するのが好ましい。
【００１８】
図１及び２においてはメインビーム４及びサブビーム５が上記補強部材に相当する。メインビーム４はＩ型断面形状を有し、サブビーム５はＣ型断面を有しメインビームにより分断されている。補強部材の形状はＣ型、Ｉ型、Ｊ型、Ｔ型等様々なものが可能であるが、Ｉ型の部材を用いるとねじれや倒れが発生しにくく、好ましい。
【００１９】
副接合部材は図１〜３に示すようにリング状であるのが好ましく、その断面形状はＬ型であるのが好ましい。
【００２０】
図１及び２においては、メインクリップ７及びサブクリップ８を主接合部材として使用している。その形状は図に示すようなＬ型断面形状とするのが、機械的接合手段を着け易いため好ましい。
【００２１】
以上の通り、図面を参照して本発明を説明したが、本発明はそれらに限定されず本発明の趣旨を変更しない限り種々の変更を加えることができる。
【発明の効果】
以上詳述したように、繊維強化複合材からなる筒状スキンの開口部に圧力隔壁を接合してなる本発明の接合構造体は、軽量でスペース効率及び信頼性に優れ、且つ低コストで製造できる。本発明の接合構造体は航空機用構造体として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の接合構造体の一例を示す部分斜視図である。
【図２】  図１に示す接合構造体１の部分拡大斜視図である。
【図３】  図１に示す接合構造体１のＡ−Ａ線における部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・接合構造体
２・・・筒状スキン
３・・・圧力隔壁スキン
４・・・メインビーム
５・・・サブビーム
６・・・副接合部材
７・・・メインクリップ
８・・・サブクリップ
９・・・アングル
【図１】
0003997047.tif 000002
【図２】
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【図３】
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