JP2000203492A - 壁とその製造方法およびそれを用いたタンク - Google Patents
壁とその製造方法およびそれを用いたタンクInfo
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Abstract
壁を提供する。 【解決手段】 本発明に係る壁1は、互いに重ね合わさ
れた一対のプレート2,3をそれらの表面上に分布する
予め定められた接合領域5において互いに接合した後、
一対のプレート2,3間の空間内に加圧流体を注入し
て、一対のプレート2,3のうち少なくとも一方のプレ
ートの接合領域5同士の間に位置する部分を外側に膨ら
ませたものである。
Description
ような航空機用構造のための、金属製若しくは非金属性
の壁およびその製造方法に関する。
なる方向に顕著な剛性を有する壁要素を備えた平行六面
体タンクの生産の必要性が増加している。
交差して配置される断面形状Ω字形の部材によって補強
された板材を用いることは公知である。
顕著な厚みを有するという主な欠点を有しており、この
ような壁を組立ててタンクを製造すると、その有効容積
が減少してしまう。またこれらの壁は、補強部材と平面
部とが交互に配置されることに起因する慣性モーメント
の不連続性によって、大きな外力が加えられると不充分
な機械的強度を呈するという欠点をも有している。
欠点を解消し、厚みが薄く、かつ充分な機械的強度を有
する壁とその製造方法およびそれを用いたタンクを提供
することにある。
め、本発明に係る壁は互いに接合される一対のプレート
を備えるとともに、これらのプレートはそれらの表面上
に分布する予め定められた接合領域において互いに接合
され、かつ少なくとも一方のプレートの前記接合領域間
に位置する部分が外側に膨らまされることを特徴とす
る。
域はスポット溶接、超音波溶接、接着、リベット締め、
ろう付け等によって形成される。
トの縁部が互いに接合されて、本発明の壁を固定するた
めの領域を形成する。
接合領域間のスペースの数と間隔の選択および/または
プレートの膨らみの度合いの選択によって変更できる。
プレート間の内側空間は、特定の性質、例えば熱的若し
くは音響的な絶縁性、不燃性、または機械的に好適な特
性を有した物質で充てんされる。
は、プレート間の内側空間内に加圧流体を注入すること
によって、プレートの接合領域同士間に位置する部分を
外側に膨らませることを特徴とする。
合は、スポット溶接、超音波溶接、接着、ろう付け、リ
ベット締め等によって行われる。
を限定しない実施形態として添付の図面に描かれた、そ
のいくつかの好適な実施形態の詳細な説明によって明ら
かになる。
方法およびそれを用いたタンクの一実施形態を、図1乃
至図11を参照して詳細に説明する。
壁および組み立てによって製造される平行六面体タンク
の一実施形態を示している。
る壁1は、互いに重ね合わされる一対のアルミニウム合
金製のプレート2,3を、図中に点として示される接合
領域5において、例えばスポット溶接によって接合する
ことによって製造される。そして、これらのプレート
2,3の縁部は互いに液密にハンダ付けされて縁部6を
形成し、支持構造の壁への取付けを可能としている。
成される内側空間内に有利には加圧流体、典型的には加
圧された液体を注入することによって変形させられ、接
合領域5間に位置する部分が外側に膨らまされる。これ
により、「蜂の巣状」若しくは「マトラッセ織り状」の
二重壁構造が得られる。
おけるプレート2,3の最大限の間隔は、注入する流体
の圧力および製造に用いる設備によって変更可能であ
る。明らかに、二重壁の表面上にある接合領域の分布若
しくは配置もまた変更可能である。
曲状に製造することもできる。湾曲した壁を製造する際
に「膨らませ」るときには、予め形成されかつ互いに重
ね合わされたプレートを、必要に応じて湾曲し、かつ必
要とする厚さに等しい距離だけ間隔を開けた二つの面に
よって境界を定められた内側空間内に位置決めすれば良
い。
レートの一方若しくは両方を変形させて、外側に膨らま
せた部分を形成することができる。
発明に係る蜂の巣状の壁1と、図9および図10に示し
たタイプの従来の壁1’、すなわち金属プレートから製
造されかつ符号8で示された断面形状Ω字形の補強部材
が付加された壁との機械的性質の比較を示している。
的な外力に対する両壁1,1’の変形量を示している。
この目的のために用いられる測定装置13は、図8およ
び図11に示されている。各測定装置13は明らかに同
一である。
かつ従来の壁は図9に符号1’で示されている。前記測
定装置13においては、両壁1,1’はそれらの4つの
縁部が容器内に組み付けられ、かつ圧力が両壁1、1’
の表面上に負荷される。この目的のために、両壁1,
1’の下側空間は圧力チャンバ10として形成され、か
つ加圧流体が開口11を介して前記圧力チャンバ10内
に供給される。
1,1’の変位は、図8および図11に示された測定装
置13によって測定される。図5の縦座標軸には変位の
値Sが、横座標軸には圧力Pの値がそれぞれ表されてい
る。カーブIが本発明に係る壁1の変位を、カーブIIが
従来の壁1’の変位を示している。
e’の80%に等しい厚さeを有している。両壁1,
1’のサイズは共に300mm×300mmである。図
5に示すように、本発明に係る蜂の巣状の壁1は、厚さ
に関する上記の重要な違いにもかかわらず、従来の壁
1’の剛性より実質的に(約50%)高い剛性を有して
いる。従来の壁1’が約1.2気圧の圧力で壊れるのに
対して、本発明に係る壁1は約2気圧の圧力に耐え、か
つその変位カーブIは常に直線状態を保つ。
違いは以下の事実によって説明することができる。すな
わち、本発明に係る壁1がその表面上にいかなる急激な
不連続をも有しないのに対して、従来の壁1’において
は、断面形状Ω字形に形成された補強部材8が壁1’の
表面上に慣性モーメントの明らかな不連続を生じさせて
いるのである。
特性が、実質的に従来の壁1’のそれより大きいという
上記の開示を生じさせる。この事実によって、同様の剛
性を確保するためには、本発明に係る蜂の巣状の壁1は
従来の壁1’の厚みより非常に薄い厚みを有すれば良
く、したがって本発明に係る壁1の使用は、例えばタン
クを製造する際に非常に有利である。実際に、全く同じ
外形寸法でありながら本発明に係る壁1から製造される
タンクは、従来の壁1’から製造されるタンクのそれよ
り実質的に大きい有効容積を有する。
構造のタンクに限定されることはなく、機械的に大きな
力に耐える密閉構造の壁の使用を含むいかなる分野にお
いても用いることができ、かつ最小限のスペース要求を
満足させる。
で充てんすることは、熱的または音響的な絶縁性を有
し、不燃性であり若しくは機械的に補強された壁の製造
を可能とする。充填に用いる物質は、例えば非圧縮性の
弾性材料とすることができる。
らみの度合いを変更することによって、本発明に係る壁
の剛性が特定の使用条件に適合するように製造すること
が可能となる。
例えば金属材料若しくは非金属材料から製造することが
でき、かつ接合領域もまた種々の適切な方法、例えばス
ポット溶接、超音波溶接、超音波溶接、接着、ろう付
け、リベット締め等によって加工することができる。
着による組み立ては、真の二重壁構造が得られるという
利点を有し、特に安全上の理由から一対の独立した外皮
を必要とするタンクの製造に好適である。この点によ
り、航空機は、その構造部分に固定されて床に当接する
外皮の中に吊り下げられるとともに液体を格納する内側
ブラダを有した、航空機用タンクを使用している。亀裂
が生じると、ブラダと外皮の間の空間が外界と連通する
ので、発生し得る漏洩は外部に排出される。
較的難しくかつ時間がかかるので、本発明に係る接着に
よる接合構造を有した壁から構成されるタンクに置換さ
れる。実際、この場合には、各プレートの材料は互いに
独立したままであるから、内側の壁に亀裂が生じてもこ
の亀裂は内側のプレートに止まる。起こりうる漏洩は、
一対のプレートの間の空間内に入り込むが、そことから
外部に排出させることができる。
小若しくはほとんど無い壁の中央平面に接着剤が配置さ
れるということである。
によるプレートの変形によって機械的に大きな応力が加
えられないようにするために、接合領域は、図3に示し
たように一対の押圧スタッド15の間に保持される。マ
トラッセ織り状の構造の形成の際に接合領域を保持する
ことは、溶接によってプレートを組み立てる場合に好適
に用いられる。
または異質の材料から製造することができるというこ
と、および接合領域の分布をいかなる適切なおよび所望
の幾何学形状、例えば環状若しくは直線状に配置するこ
とができるということである。
において、若しくはプレートを加熱した後に実施するこ
とができる。
載したが、多くの変形および変更態様が当業者にとって
すぐに明らかとなる。それゆえに、従来技術に鑑みて、
そのような全ての変形および変更態様を含むように添付
のクレームができる限り広く解釈されることが意図され
る。
に係る壁は、互いに重ね合わされた一対のプレートをそ
れらの表面上に分布する予め定められた接合領域におい
て互いに接合した後、一対のプレート間の空間内に加圧
流体を注入して、一対のプレートのうち少なくとも一方
のプレートの接合領域間に位置する部分を外側に膨らま
せたものである。これにより、厚みが薄く、かつ充分な
機械的強度を有する壁を提供することができる。
す全体斜視図。
部破断斜視図。
図。
視図。
および公知の壁の変形をそれぞれ表す一対のカーブを示
すグラフ図。
に示した壁の断面図と共に示す図。
9に示した壁の断面図と共に示す図。
Claims (20)
- 【請求項1】密閉タンクのような航空機用構造のための
壁であって、互いに重ね合わされる一対のプレート
(2,3)を備え、 これらのプレートはそれらの表面上に分布する予め定め
られた接合領域(5)において互いに接合され、 前記一対のプレートのうち少なくとも一方のプレートの
前記接合領域間に位置する部分が外側に膨らまされ、 前記接合領域は不連続であり、 前記一対のプレートのうち少なくとも一方のプレートの
前記不連続な接合領域間に位置する部分が外側に膨らま
されて前記壁にマトラッセ織り状の形態を与えることを
特徴とする壁。 - 【請求項2】前記接合領域(5)がスポット溶接、超音
波溶接、接着、ろう付け、リベット締めから選択される
接合加工によって形成されることを特徴とする請求項1
に記載の壁。 - 【請求項3】前記接合領域(5)が円形の接合領域であ
ることを特徴とする請求項2に記載の壁。 - 【請求項4】前記接合領域(5)が環状に若しくは直線
状に分布することを特徴とする請求項1に記載の壁。 - 【請求項5】前記一対のプレート(2,3)が縁部
(6)を有し、かつこれらの縁部(6)を互いに接合し
て支持構造上への前記壁(1)の固定のための固定縁を
形成することを特徴とする請求項1に記載の壁。 - 【請求項6】前記壁(1)の剛性を前記接合領域(5)
の分布形状の選択によって変更することを特徴とする請
求項1に記載の壁。 - 【請求項7】前記壁(1)の剛性を前記プレート(2、
3)の膨らみの度合いの選択によって変更することを特
徴とする請求項1に記載の壁。 - 【請求項8】前記壁(1)の前記プレート(2,3)間
の内側空間を、熱的若しくは音響的に絶縁性を有する物
質、不燃性の物質および所望の機械的特性を有した物質
から選択した物質で充てんすることを特徴とする請求項
1に記載の壁。 - 【請求項9】前記プレート(2,3)を金属材料若しく
は非金属材料から製造することを特徴とする請求項1に
記載の壁。 - 【請求項10】前記プレート(2,3)を同質若しくは
異質の材料から選択した材料から製造することを特徴と
する請求項9に記載の壁。 - 【請求項11】前記一対のプレート(2、3)の前記接
合領域(5)間に位置する部分を外側に膨らませること
を特徴とする請求項1に記載の壁。 - 【請求項12】密閉タンクのような航空機用構造のため
の壁であって、互いに重ね合わされる一対のプレート
(2,3)を備え、これらのプレートはそれらの表面上
に分布する予め定められた接合領域(5)において互い
に接合され、前記一対のプレートのうち少なくとも一方
のプレートの前記接合領域間に位置する部分が外側に膨
らまされた壁(1)の製造方法であって、 一対の平らなプレート(2,3)を互いに重ね合わせる
段階と、 前記プレート(2,3)の表面上に分布する不連続な接
合領域(5)によって前記一対のプレート(2,3)を
接合する段階と、 前記一対のプレート(2,3)のうち少なくとも一方の
プレートの前記接合領域(5)間に位置する部分を、前
記一対のプレート(2,3)間の空間内に加圧された流
体若しくは加圧された液体を注入することによって膨ら
ませる段階と、を備えることを特徴とする壁の製造方
法。 - 【請求項13】前記接合領域(5)を点状に、有利には
円形の点状に成形する段階を含むことを特徴とする請求
項12に記載の壁の製造方法。 - 【請求項14】前記接合領域(5)の分布形状の選択に
よって前記壁(1)の剛性を変更する段階を含むことを
特徴とする請求項12に記載の壁の製造方法。 - 【請求項15】前記プレート(2,3)の膨らみの度合
いを選択することによって前記壁(1)の剛性を変更す
る段階を含むことを特徴とする請求項12に記載の壁の
製造方法。 - 【請求項16】スポット溶接、超音波溶接、接着、ろう
付け、リベット締めから選択される接合加工によって前
記プレート(2,3)を接合する段階を含むことを特徴
とする請求項12に記載の壁の製造方法。 - 【請求項17】前記プレート(2,3)を加熱した後に
膨らませる段階を含むことを特徴とする請求項12に記
載の壁の製造方法。 - 【請求項18】前記プレート(2,3)を雰囲気温度に
おいて膨らませる段階を含むことを特徴とする請求項1
2に記載の壁の製造方法。 - 【請求項19】前記一対のプレート(2、3)が前記接
合領域(5)における接着によって組み立てられて壁構
造を形成し、かつ前記一対のプレート(2,3)のうち
の一方の材料が他方のプレートの材料から独立したまま
であることを特徴とする請求項1に記載の壁(1)。 - 【請求項20】第2の外皮と、その内部に配置された第
1の外皮と、前記第1および第2の外皮間に形成された
空間とを備えたタンクであって、 その壁構造が請求項1乃至請求項11および請求項19
のいずれかに記載された壁(1)によって形成され、か
つ前記第1および第2の外皮は、前記接合領域(5)に
おける接着によって互いに接合される前記一対のプレー
ト(2,3)によって形成されることを特徴とするタン
ク。
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