JP4943449B2 - 繊維複合材料から成る航空機の予圧キャビン用ドア - Google Patents
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Description
2 繊維複合材料から成る一体構造のドア構造体ユニット
2a ドア骨組間空間
4 外板
4a フランジ状のドア辺縁部
4a−R 屈曲してドア辺縁部4aの一部分を形成する層LRの自由端
6a 左側の側縁支持部材
6b 右側の側縁支持部材
8 縦走支持部材
8a〜8f 縦走支持部材
10 ウェブ部
12 フランジ部
12a 屈曲してフランジ部12の一部分を形成する側板部Li−2の自由端
12b 屈曲してフランジ部12の一部分を形成する側板部Li−2の自由端
14 フランジ部12の繊維複合材料から成る表面層
16 一軸配向の繊維構造体
18 フランジ部
18a L字形に屈曲してフランジ部18の一部分を形成する側板部Li−3の自由端
18b L字形に屈曲してフランジ部18の一部分を形成する層LRの自由端
20 ウェブ部
22 発泡コア材
24 ドア桟部材
26 外板との接合を強化するためのスチフナ
28 内板
28a アーチ形の圧力シェル部分
28a1 圧力シェル部分20aの辺縁部
30 キャビティ
32 圧力均衡化開口
B 詳細図に示した部分
D 詳細図に示した部分
H1 中空空間画成部
H2 中空空間画成部
LA 外面層
LD 斜材層
Li U字形の内面層
Li−1 内面層Liの底板部
Li−2 内面層Liの(X方向の)側板部
Li−3 内面層Liの(Y方向の)側板部
LR 辺縁支持部材6a、6bの外面層としての繊維複合材料層
pa 外圧
pi 内圧
T 内圧と外圧との圧力分離線
V1 接合領域
V2 接合領域
V3 接合領域
X 高さ方向
Y 幅方向
Z 厚さ方向
Claims (28)
- 高さ方向(X)、幅方向(Y)、及び厚さ方向(Z)を有する航空機の予圧キャビン用ドア(1)において、
繊維複合材料から成る一体構造のドア構造体ユニット(2)を備え、該ドア構造体ユニット(2)は、外板(4)と、該外板(4)の内側面に設けられたドア骨組とを備えており、該ドア骨組は、実質的な支持力提供部材として、複数本の辺縁支持部材(6a、6b)と、該辺縁支持部材どうしの間を前記幅方向(Y)に延在する複数本の縦走支持部材(8;8a〜8f)とを備えており、
前記外板(4)の内側面と、前記複数本の辺縁支持部材(6a、6b)と、前記複数本の縦走支持部材(8;8a〜8f)とで画成された、複数のドア骨組間空間(2a)が、該ドアの内面側へ向かって開放した形状で形成されていて、
前記外板(4)の前記内側面と、前記複数本の縦走支持部材(8;8a〜8f)の、または、前記辺縁支持部材(6a、6b)の、側壁面(10;20)との間に形成された隅部の領域に中空空間画成部(H1;H2)が形成されていて、
前記中空空間画成部(H1;H2)には、発泡コア材(22)やハニカムコア材などの充填材が充填されている、
ことを特徴とする航空機の予圧キャビン用ドア(1)。 - 前記外板(4)は、互いに隣接した前記縦走支持部材(8;8a〜8f)の間を延在する部分が、積層構造体とされていて、発泡コア材やハニカムコア材などの積層用コア材を備えており、該積層用コア材が、該外板(4)の積層構造体の外面層の内側面に張着されていることを特徴とする請求項1記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 高さ方向(X)、幅方向(Y)、及び厚さ方向(Z)を有する航空機の予圧キャビン用ドア(1)において、
繊維複合材料から成る一体構造のドア構造体ユニット(2)を備え、該ドア構造体ユニット(2)は、外板(4)と、該外板(4)の内側面に設けられたドア骨組とを備えており、該ドア骨組は、実質的な支持力提供部材として、複数本の辺縁支持部材(6a、6b)と、該辺縁支持部材どうしの間を前記幅方向(Y)に延在する複数本の縦走支持部材(8;8a〜8f)とを備えており、
前記外板(4)の内側面と、前記複数本の辺縁支持部材(6a、6b)と、前記複数本の縦走支持部材(8;8a〜8f)とで画成された、複数のドア骨組間空間(2a)が、該ドアの内面側へ向かって開放した形状で形成されていて、
前記外板(4)は、互いに隣接した前記縦走支持部材(8;8a〜8f)の間を延在する部分が、積層構造体とされていて、発泡コア材やハニカムコア材などの積層用コア材を備えており、該積層用コア材が、該外板(4)の積層構造体の外面層の内側面に張着されている、
ことを特徴とする航空機の予圧キャビン用ドア(1)。 - 前記繊維複合材料は炭素繊維複合材料であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記繊維複合材料が更に、ガラス繊維、アラミド繊維、及びホウ素繊維から成る付加的繊維の群から選択された付加的繊維を含むことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記ドア骨組が、実質的な支持力提供部材として備えているのは、前記複数本の辺縁支持部材(6a、6b)の他には、該ドアの前記幅方向(Y)に延在する前記複数本の縦走支持部材(8;8a〜8f)だけであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記複数本の縦走支持部材(8a〜8f)のうちの少なくとも1本の縦走支持部材(8b、8e)が、前記高さ方向(X)へアーチ状に彎曲または屈曲させられていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 互いに隣接した2本の縦走支持部材(8a、8b;8d、8e)の間に、略々前記高さ方向(X)に延在する少なくとも1本のドア桟部材(24)が配設されており、該ドア桟部材(24)は、互いに隣接した前記2本の縦走支持部材(8a、8b;8d、8e)と、前記外板(4)とに接合されており、それによって、前記2本の縦走支持部材(8a、8b;8d、8e)の横方向安定性を向上させていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記少なくとも1本のドア桟部材(24)は前記ドア構造体ユニット(2)に一体形成された部材であることを特徴とする請求項8記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記少なくとも1本のドア桟部材(24)は別部材であり、その別部材が、互いに隣接した前記2本の縦走支持部材(8a、8b;8d、8e)と、前記外板(4)とに、例えば接着剤などの固着手段により接合されていることを特徴とする請求項8記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記ドア構造体ユニット(2)に一体形成された窓枠構造体が、互いに隣接した2本の縦走支持部材(8;8a〜8f)の間に設けられていることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記ドア構造体ユニット(2)が、該ドア構造体ユニットに一体形成された、複数のリブ形状の外板スチフナ(26)を備えており、それらスチフナ(26)は、縦走支持部材(8a〜8f)から前記外板(4)の内側面へ延出していることを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記ドア構造体ユニット(2)が、繊維複合材料積層構造を有しており、該繊維複合材料積層構造は、ドア(1)の前記高さ方向(X)に延在する切断面に沿った断面が複数の繊維複合材料層により構成されており、それら複数の繊維複合材料層には、
前記外板(4)の外面部分を形成する少なくとも1層の外面層(LA)と、
前記外面層(LA)の内側面に該ドア(1)の高さ方向(X)に互いに並設された複数の単層構造または多層構造の内面層(Li)であり、その各層が略々U字形の断面形状を有し、その各層が1つの底板部(Li−1)と少なくとも2つの側板部(Li−2;Li−3;LD)とを有する、複数の内面層(Li)と、が含まれており、
前記底板部(Li−1)は、前記外面層(LA)の内側面に面接合により接合されて、前記外板(4)の内面部分を形成しており、
少なくとも1つの前記側板部(Li−2;Li−3;LD)は、縦走支持部材(8:8a〜8f)及び/または辺縁支持部材(6a、6b)に面接合により接合されて、それら支持部材の少なくとも一部分を形成している、
ことを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。 - 互いに隣接した2つの内面層(Li)の互いに隣接した2つの側板部(Li−2;LD)は、それら側板部の間に挟まれた縦走支持部材(8;8a〜8f)に面接合により接合されて、当該縦走支持部材の少なくとも一部分(10、12)を形成していることを特徴とする請求項13記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記複数の縦走支持部材(8:8a〜8f)のうちの少なくとも1本の縦走支持部材はT字形の断面形状を有し、該断面形状は、前記外板(4)に接続されたウェブ部(10)と、該ウェブ部(10)の前記外板(4)とは反対側の端縁に設けられたフランジ部(12)とを含んでおり、
互いに隣接した2つの内面層(Li)の互いに隣接した2つの側板部(Li−2)は、面接合により互いに接合されており、前記ウェブ部(10)の大部分を形成しており、
前記ウェブ部(10)を形成する前記2つの側板部(Li−2)の、前記外板(4)とは反対側の自由端(12a、12b)は、互いに逆方向へ屈曲し、前記フランジ部(12)を形成する、
ことを特徴とする請求項13又は14記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。 - 前記フランジ部(12)には、その表面に繊維複合材料から成るストリップ形状の表面層(14)が配設されており、該表面層(14)によって前記2つの側板部(Li−2)の互いに逆方向へ屈曲した自由端(12a、12b)どうしが互いに一体的に接合されていることを特徴とする請求項15記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記表面層(14)と、前記2つの側板部(Li−2)の互いに逆方向へ屈曲した前記自由端(12a、12b)との間に、前記縦走支持部材(8;8a〜8f)の長手方向(Y)に延在する一軸配向の繊維構造体(16)が配設されていることを特徴とする請求項16記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記少なくとも1層の外面層(LA)と、前記縦走支持部材(8;8a〜8f)の、該外面層(LA)と関連する基部との間に、一軸配向の繊維構造体(16)が配設されていることを特徴とする請求項13乃至17の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 略々U字形の断面形状を有する前記複数の内面層(Li)のうちの少なくとも1つの内面層の側板部(Li−3)によって、辺縁支持部材(6a、6b)の、内方を向いた側壁面の少なくとも一部分(20)が形成されていることを特徴とする請求項13乃至18の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記辺縁支持部材(6a、6b)の前記側壁面の少なくとも前記一部分(20)を形成している前記側板部(Li−3)は、該側板部の前記外板(4)と反対側の自由端(18a)が、屈曲して、前記辺縁支持部材(6a、6b)のフランジ部(18)の一部分を形成していることを特徴とする請求項19記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 高さ方向(X)または幅方向(Y)に延在する切断面に沿った断面でドア(1)を見たときに、前記外板(4)の前記内側面と、該内側面と境を接しているところの、
縦走支持部材(8;8a〜8f)の、または、
辺縁支持部材(6a、6b)の、
側壁面(10;20)との間に形成された隅部に、繊維複合材料から成る斜材層(LD)が設けられており、該斜材層(LD)は、前記側壁面(10;20)と前記外板(4)とを互いに接続しており、前記隅部の領域に中空空間画成部(H1;H2)を形成していることを特徴とする請求項1乃至20の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。 - 前記中空空間画成部(H1)は、前記縦走支持部材(8a〜8f)の、前記外板(4)上に配置された基部の両側に設けられていることを特徴とする請求項21記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 高さ方向(X)に延在する切断面に沿った断面でドアを見たときに、少なくとも1本の縦走支持部材(8;8a〜8f)が、前記外板(4)へ向かって次第に幅が拡がる基部を備えており、該基部が前記外板(4)に接続されて、中空空間画成部(H2)を形成しており、該中空空間画成部(H2)は少なくとも、前記外面層(LA)と、互いに隣接する2つの内面層(Li)の互いに隣接する2つの側板部(Li−2;LD)とで画成されることを特徴とする請求項13乃至20の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記一体構造のドア構造体ユニット(2)に気密接合された繊維複合材料から成る内板(28)を備えており、該内板(28)は、この航空機の予圧キャビン用ドア(1)を航空機に装備した状態において、その航空機の周囲の大気圧に対するこの航空機の予圧キャビン用ドア(1)の気密性を提供するものであり、更に、該内板(28)は、
互いに隣接した2本の縦走支持部材(8)の間に、及び/または、
互いに隣接した縦走支持部材(8)と辺縁支持部材との間に、及び/または、
互いに隣接した2本の辺縁支持部材(6a、6b)の間に、
キャビン内圧(pi)の伝達を遮断するアーチ形の圧力シェル部分(28a)を備えており、該圧力シェル部分(28a)は、このドアの内面側からドアの外面側に向かって厚さ方向(Z)に彎曲することを特徴とする請求項1乃至23の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。 - 前記複数の圧力シェル部分(28a)の各々は、その辺縁部(28a1)が、
接合相手の夫々の縦走支持部材(8)に、及び/または、
接合相手の夫々の辺縁支持部材に、
面接合によって接合されている(V1)ことを特徴とする請求項24記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。 - 前記複数の圧力シェル部分(28a)の各々は、前記外板(4)の内側面に達するように彎曲していることを特徴とする請求項24又は25記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記外板(4)の内側面に達するように彎曲した前記圧力シェル部分(28a)の頂部が該内側面に接合されている(V2)ことを特徴とする請求項24乃至26の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
- 前記外板(4)と、前記複数の圧力シェル部分(28a)の各々の外側面の少なくとも一部分と、更に、
当該圧力シェル部分が接合されている縦走支持部材(8)、及び/または、
当該圧力シェル部分が接合されている辺縁支持部材とによって、
前記内板(28)の外面側に位置し、この航空機の予圧キャビン用ドア(1)のキャビン内部側の空間に対して気密封止された状態にあるキャビティ(30)が画成されており、前記外板(4)には、前記キャビティ(30)と連通する少なくとも1つの圧力均衡化開口(32)が形成されていることを特徴とする請求項24乃至27の何れか1項記載の航空機の予圧キャビン用ドア(1)。
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