JP5875377B2

JP5875377B2 - 航空機の機体

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Publication number: JP5875377B2
Application number: JP2012005429A
Authority: JP
Inventors: 和希橘
Original assignee: Mitsubishi Aircraft Corp
Current assignee: Mitsubishi Aircraft Corp
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: US9027882B2; JP2013144494A; US20130180176A1

Description

本発明は、航空機の機体に関する。

航空機の主翼は、桁材の上下に翼表面を形成する翼面パネルを取り付けることで、中空構造とされている。このような主翼は、その内部空間が燃料タンクとされているのが一般的である。
そして、燃料タンクの内部の点検・保守作業等を行うため、主翼の表面に、開口部が形成されている。通常時においては、この開口部はアクセスドアにより閉塞され、点検・保守作業等を行うときには、アクセスドアを開放する。

アクセスドアは、開口部に対して主翼の内部空間側に配置されるドア本体と、主翼の外部側に配置されるクランプリングとから構成される。
ドア本体、クランプリングは、それぞれ開口部よりも大きな外形寸法を有している。ドア本体の外周部とクランプリングの外周部とで開口部の周縁部を挟み込んだ状態で、ドア本体とクランプリングとがファスナ部材等により締結されることで、ドア本体により開口部を閉塞する（例えば、特許文献１、２参照。）。

ところで、このようなアクセスドアは、複数個所に設けられていることが多い。アクセスドアを異なった位置の開口部に誤組み付けするのを防ぐため、開口部の周方向の一部に凹部を形成する一方、ドア本体の外周部に凸部を形成し、これら凹部および凸部をキーとして用いることが考えられる。
すなわち、複数個所の開口部間で、開口部の周方向における凹部の位置を互いに異ならせる。そして、それぞれの開口部に組み付けられるドア本体には、そのドア本体が組み付けられる開口部の凹部の位置に合致する位置に凸部を形成するのである。これにより、開口部とアクセスドアとの関係位置が正しい場合には、凹部内に凸部が入り込むことで、開口部にアクセスドアを組み付けることができる。一方、開口部とアクセスドアとの関係が正しい組み合わせではない場合、開口部にアクセスドアを取り付けようとすると、凹部の位置と凸部の位置とが合致せず、アクセスドア側の凸部が開口部に干渉し、アクセスドアを組み付けることができないようになっている。

米国特許４５７９２４８号米国特許４５３０４４３号

しかしながら、飛行中の主翼には大きな力が作用し、主翼は大きく弾性変形することから、開口部に凹部を形成した場合、凹部の部分に応力が集中してしまう可能性がある。この応力に抗するため、開口部の周囲の部材の厚さを大きくしたりすると、機体の重量増等につながる。
また、開口部に凹部を設けた場合、凹部の外周側でもアクセスドアと開口部周囲との接触面を確保する必要があることから、アクセスドアが大型化し、その結果、アクセスドア自体の重量が増加してしまう。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、応力集中を抑えながら、アクセスドアの誤組み付けを防止することのできる航空機の機体を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明は、航空機の機体であって、機体の表面を構成するパネルと、パネルに形成される複数の開口部と、開口部をそれぞれ閉塞する複数の閉塞部材と、を備え、開口部は、内周端から内方に向けて突出する１以上の凸部を有し、開口部における凸部の位置として、複数のパターンがあり、閉塞部材は、開口部との組み合わせが誤っていることを検知する誤装着検知部を有し、誤装着検知部は、組み合わせが正しいときに、凸部のいずれにも干渉せず、組み合わせが誤っているときに、凸部の少なくとも１つに干渉することを特徴とする。
このように、開口部に凸部を形成し、この凸部と閉塞部材側の誤装着検知部とが干渉することにより、閉塞部材を異なった開口部に装着しようとしたときには、これを作業者が検知することができる。また、開口部に凹部ではなく凸部を形成することで、この部分に集中する応力を低減することができる。
また、本発明において、誤装着検知部は、開口部に対する向きが正しいときに、凸部のいずれにも干渉せず、開口部に対する向きが誤っているときに、凸部の少なくとも１つに干渉することが好ましい。

誤装着検知部は、例えば、開口部の内周端に対向する閉塞部材の部位から外方に向けて突出する突起であり、正しい組み合わせで開口部材と閉塞部材とが組み付けられた状態では、凸部に対して、閉塞部材の周方向にオフセットしている構成とすることができる。
これにより、閉塞部材を、この閉塞部材が装着されるべき開口部に装着する場合には、凸部と突起とが干渉せず、閉塞部材が装着されるべき開口部とは異なった開口部に装着しようとすると、凸部と突起とが干渉する。

誤装着検知部は、閉塞部材の周方向に連続した干渉壁であり、干渉壁は、正しい組み合わせで開口部と閉塞部材とが組み付けられた状態において凸部が収容される凹部を有する構成とすることも可能である。
これにより、閉塞部材を、この閉塞部材が装着されるべき開口部に装着する場合には、凸部が凹部に収容されてこれらが干渉せず、閉塞部材が装着されるべき開口部とは異なった開口部に装着しようとすると、凸部と干渉壁とが干渉する。

ここで、閉塞部材は、パネルの一面側に配置され、開口部よりも大きな外形寸法を有して開口部を塞ぐ閉塞部材本体と、パネルの他面側に配置され、開口部よりも大きな外形寸法を有したリング状のクランプ部材と、閉塞部材本体の外周部とクランプ部材の外周部とでパネルを挟み込んだ状態で、閉塞部材本体とクランプ部材とを締結する複数のファスナと、を備えることが好ましい。
本発明において、誤装着検知部は、開口部の内周端に対向する閉塞部材の部位から外方に向けて突出する突起であり、凸部および突起は、閉塞部材の周方向に隣り合うファスナ同士の間に位置していることが好ましい。
また、本発明において、複数の閉塞部材は、誤装着検知部を除いては形状および大きさが互いに同じであることが好ましい。
さらに、本発明において、パネルは翼面パネルであることが好ましい。

本発明によれば、開口部に凸部を形成し、この凸部と閉塞部材側の誤装着検知部とが干渉することにより、閉塞部材を異なった開口部に装着しようとしたときには、これを作業者が検知することができる。開口部に凹部ではなく凸部を形成することで、この部分に集中する応力を低減することができる。このようにして、応力集中を抑えながら、アクセスドアの誤組み付けを防止することが可能となる。

本実施の形態における航空機の主翼に設けられたアクセスドアを示す斜視図である。アクセスドアの斜視展開図である。主翼の翼面パネルに対するアクセスドアの取付構造を示す断面図である。開口部に設けたホール側凸部を示す図である。ドア本体に設けたドア側リブを示す図である。複数の開口部とドア本体とが、正しい組合せにあるときのホール側凸部とドア側リブの位置関係を示す図である。開口部とドア本体とが異なった組合せとなった場合に、ホール側凸部とドア側リブとが干渉している状態を示す図である。ドア側リブに代えて、干渉壁と凹部を形成した例を示す図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における開口部の閉塞部材を適用した航空機の機体を構成する主翼１０に設けられたアクセスドア（閉塞部材）２０を、主翼１０の内側から見た斜視図である。
アクセスドア２０は、主翼１０の内部空間に設けられた燃料タンク内に整備担当員が出入りするため、主翼１０の上側または下側の表面を形成する翼面パネル（パネル）１１に複数個が設けられている。

図２、図３に示すように、翼面パネル１１には、主翼１０の内外を連通する各開口部１２が形成されている。この開口部１２は、例えば、長円系、楕円形、円形等、適宜形状とすることができる。

アクセスドア２０は、開口部１２に対して主翼１０の内部空間側に配置されるドア本体（閉塞部材本体）３０と、主翼１０の外部側に配置されるクランプリング（クランプ部材）４０と、これらドア本体３０とクランプリング４０とを締結するファスナ部材（ファスナ）５０と、から構成される。

ドア本体３０は、開口部１２よりも大きな外形寸法を有している。ドア本体３０は、翼面パネル１１の翼外表面１１ａと連続した面を形成する外表面３１ａを有し、開口部１２よりも小さな外形寸法とされたプレート部３１と、プレート部３１の外周部に一体に形成され、主翼１０の内部空間側において、開口部１２の周囲に突き当たるフランジ部３２と、を備えている。

フランジ部３２は、主翼１０の内部空間側において、開口部１２の周囲に突き当たる突き当たり面３２ａと、突き当たり面３２ａよりも内側において、クランプリング４０に対向する部分に形成された、ファスナ部材５０の受け部３３と、を備えている。

受け部３３は、ドア本体３０の外周部の周方向に沿って、ファスナ部材５０の設置位置に対応して複数が設けられている。
各受け部３３は、主翼１０の内部空間側に向けて突出しており、クランプリング４０に対向する側に開口した凹部３３ａが形成されている。そして、凹部３３ａ内に、ファスナ部材５０を構成するナット５１をリテーナ５３によって保持するとともに、ファスナ部材５０を構成するファスナ本体５２の軸部５２ａを収容する。

クランプリング４０は、開口部１２の内径寸法よりも大きな外径と、開口部１２の内径寸法よりも小さな内径を有したリング状をなしている。クランプリング４０は、断面四角形状で、主翼１０の外側となる外表面４０ａが、翼面パネル１１の翼外表面１１ａと連続した面を形成し、ドア本体３０の受け部３３に対向する対向面４０ｂが、外表面４０ａと平行に形成されている。
クランプリング４０には、外表面４０ａ、対向面４０ｂを貫通する貫通孔４１が、ドア本体３０の受け部３３に対応した位置に形成されている。各貫通孔４１には、ファスナ部材５０の軸部５２ａが挿通される。各貫通孔４１において、主翼１０の外表面に対向する側に、ファスナ部材５０の頭部５２ｃを収容するテーパ状の座面４２が形成されている。

前記のプレート部３１の外周部には、クランプリング４０の対向面４０ｂの内周側に当たる当たり面３４が形成されている。
また、翼面パネル１１の開口部１２の内周部には、クランプリング４０の対向面４０ｂの外周側に当たる当たり面１４が形成されている。
そして、クランプリング４０は、ガスケット４３を介して、当たり面１４、３４に突き当たるよう取り付けられる。

このようなアクセスドア２０は、開口部１２を閉塞した状態においては、ドア本体３０のフランジ部３２の突き当たり面３２ａと、クランプリング４０の対向面４０ｂとで、開口部１２の内周縁部を挟み込む。そして、ファスナ部材５０のファスナ本体５２を、クランプリング４０の貫通孔４１に主翼１０の外側から挿入し、軸部５２ａをナット５１にねじ込むことによって、ドア本体３０とクランプリング４０とが締結される。

ドア本体３０のフランジ部３２の突き当たり面３２ａには、ドア本体３０の周方向に連続するリング溝６０が形成されている。リング溝６０には、ゴム系材料からなるリング状の燃料シール材（シール材）６１が嵌め込まれている。燃料シール材６１は、フランジ部３２と翼面パネル１１の翼内表面１１ｂとの間に介在することで、燃料の漏れを防ぐ。
突き当たり面３２ａにおいて、リング溝６０の内周側、外周側には、それぞれ、翼面パネル１１の翼内表面１１ｂとの間に、環状で所定の厚さを有した絶縁材料からなるスペーサ６３、６５が挟み込まれている。

さて、翼面パネル１１に複数個が形成された開口部１２と、それぞれの開口部１２に装着されるドア本体３０は、同じ形状、大きさである。そこで、図４、図５に示すように、開口部１２とドア本体３０との組み合わせを間違えるのを防ぐため、ドア側リブ（誤装着検知部、突起）７０とホール側凸部（凸部）８０が設けられている。

すなわち、図４に示すように、各開口部１２には、周方向の一か所以上に、ホール側凸部８０が形成されている。翼面パネル１１に形成された複数の開口部１２においては、ホール側凸部８０の位置と数が、互いに異なるよう形成されている。
ホール側凸部８０は、開口部１２において、翼外表面１１ａに直交する内周端面１１ｃから、開口部１２の中心に向けて突出形成されている。ホール側凸部８０の形状については何ら限定するものではないが、基部８０ａから先端部８０ｂに向けて、その幅が漸次小さくなり、かつ角部のない湾曲面からなる形状とするのが好ましい。
ここで、各ホール側凸部８０は、ファスナ部材５０と干渉しないよう、互いに隣接するファスナ部材５０、５０の間の位置に配置されている。
また、ホール側凸部８０は、開口部１２が長円形や楕円形である場合、開口部１２の長軸方向の一端側１２ｅと他端側１２ｆのいずれか一方または双方に配置するのが好ましい。

図５に示すように、ドア側リブ７０は、ドア本体３０において、開口部１２の内周端面１１ｃに対向する対向面３８に、周方向の一か所以上に形成されている。ドア側リブ７０は、対向面３８から外周側に向けて突出形成されている。このドア側リブ７０は、そのドア本体３０が装着されるべき正しい組合せの開口部１２に形成されたホール側凸部８０に対し、開口部１２の周方向にオフセットした位置に設けられている。
ドア側リブ７０はいかなる形状としても良いが、基部７０ａから先端部７０ｂに向けてその幅が漸次小さくなり、かつ角部のなるべくない湾曲面からなる形状とするのが好ましい。各ドア側リブ７０は、ファスナ部材５０と干渉しないよう、互いに隣接する受け部３３、３３の間の位置に配置されている。

図６（ａ）〜（ｃ）は、このようなホール側凸部８０を備えた３種類の開口部１２Ａ〜１２Ｃ、ドア側リブ７０を備えた３種類のドア本体３０Ａ〜３０Ｃの組み合わせの３つの例を示す図である。これら３つの例は、開口部１２Ａ〜１２Ｃとドア本体３０Ａ〜３０Ｃとが正しい組み合わせ（開口部１２Ａとドア本体３０Ａ、開口部１２Ｂとドア本体３０Ｂ、開口部１２Ｃと開口部３０Ｃの組み合わせ）となっている。
これらの例に示すように、各開口部１２Ａ〜１２Ｃに形成されたホール側凸部８０は、複数の開口部１２Ａ〜１２Ｃ間で周方向に互いに異なる位置・数で形成されている。そして、各ドア本体３０Ａ〜３０Ｃに形成されたドア側リブ７０は、そのドア本体３０Ａ〜３０Ｃに対して正しい組み合わせとなる開口部１２Ａ〜１２Ｃに設けられたホール側凸部８０とは干渉しない位置に設けられている。
一方、図７に示すように、図６（ｂ）に示した開口部１２Ｂに、図６（ａ）に示したドア本体３０Ａが組み合わされる等して、誤った組み合わせのときには、開口部１２に設けられたホール側凸部８０の先端部に、ドア側リブ７０の先端部が干渉し、ドア本体３０を開口部１２に取り付けること自体ができないようになっている。
また、図６（ａ）に示した例においては、ドア本体３０Ａを、開口部１２Ａに対して、図視した状態とは反対向きに取り付けようとすると、開口部１２に設けられたホール側凸部８０の先端部にドア側リブ７０の先端部が干渉し、取り付けが行えないようになっている。
これにより、開口部１２とドア本体３０とを誤組み付けするのを防ぐことができる。

しかも、開口部１２には凹部ではなくホール側凸部８０を設けたので、飛行時に主翼１０が変形しても、開口部１２に応力が集中してしまうのを防ぐことができる。これによって開口部１２の強度を高めることができ、凹部を設ける場合に比較して軽量化を図ることができる。また、開口部１２に凹部を形成する場合に比較して、ドア本体３０を小型化することができるので、ドア本体３０の軽量化を図ることができる。
また、ドア側リブ７０によってドア本体３０が補強され、その分、ドア本体３０を軽量化することができる。

なお、上記実施形態では、開口部１２に設けたホール側凸部８０に、ドア本体３０側のドア側リブ７０が干渉することで、開口部１２とドア本体３０との誤組み付けを検知するようにしたが、図８に示すように、ドア本体３０側に、周方向に連続する干渉壁（誤装着検知部）９０を設け、この干渉壁９０にホール側凸部８０を収容する収容凹部（凹部）９１を設けるようにしても良い。この場合、誤った組み合わせの場合、開口部１２側のホール側凸部８０が干渉壁９０に干渉し、ドア本体３０の開口部１２への組み付けができないようになっている。

また、上記実施の形態では、ドア本体３０とクランプリング４０について説明をしたが、それらの締結構造や、ドア本体３０やクランプリング４０の形状等については、上記したものに何ら限定する意図はなく、適宜他の構成とすることが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１０主翼（機体）
１１翼面パネル
１２開口部
２０アクセスドア(閉塞部材)
３０ドア本体
３１プレート部
３１ａ外表面
３２フランジ部
３８対向面
４０クランプリング
５０ファスナ部材
７０ドア側リブ（誤装着検知部、突起）
８０ホール側凸部（凸部）
９０干渉壁
９１凹部

Claims

航空機の機体であって、
前記機体の表面を構成するパネルと、
前記パネルに形成される複数の開口部と、
前記開口部をそれぞれ閉塞する複数の閉塞部材と、を備え、
前記開口部は、
内周端から内方に向けて突出する１以上の凸部を有し、
前記開口部における前記凸部の位置として、複数のパターンがあり、
前記閉塞部材は、
前記開口部との組み合わせが誤っていることを検知する誤装着検知部を有し、
前記誤装着検知部は、
前記組み合わせが正しいときに、前記凸部のいずれにも干渉せず、前記組み合わせが誤っているときに、前記凸部の少なくとも１つに干渉する、
ことを特徴とする航空機の機体。
前記誤装着検知部は、
前記開口部に対する向きが正しいときに、前記凸部のいずれにも干渉せず、
前記開口部に対する向きが誤っているときに、前記凸部の少なくとも１つに干渉する、
ことを特徴とする請求項１に記載の航空機の機体。
前記誤装着検知部は、
前記開口部の前記内周端に対向する前記閉塞部材の部位から外方に向けて突出する突起であり、
正しい組み合わせで前記開口部と前記閉塞部材とが組み付けられた状態では、前記凸部に対して、前記閉塞部材の周方向にオフセットしている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の航空機の機体。
前記誤装着検知部は、
前記閉塞部材の周方向に連続した干渉壁であり、
前記干渉壁は、
正しい組み合わせで前記開口部と前記閉塞部材とが組み付けられた状態において前記凸部が収容される凹部を有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の航空機の機体。
前記閉塞部材は、
前記パネルの一面側に配置され、前記開口部よりも大きな外形寸法を有して前記開口部を閉塞する閉塞部材本体と、
前記パネルの他面側に配置され、前記開口部よりも大きな外形寸法を有したリング状のクランプ部材と、
前記閉塞部材本体と前記クランプ部材とで前記パネルを挟み込んだ状態で、前記閉塞部材本体と前記クランプ部材とを締結する複数のファスナと、を備える、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の航空機の機体。
前記誤装着検知部は、
前記開口部の前記内周端に対向する前記閉塞部材の部位から外方に向けて突出する突起であり、
前記凸部および前記突起は、
前記閉塞部材の周方向に隣り合う前記ファスナ同士の間に位置している、
ことを特徴とする請求項５に記載の航空機の機体。
複数の前記閉塞部材は、
前記誤装着検知部を除いては形状および大きさが互いに同じである、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の航空機の機体。
前記パネルは翼面パネルであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の航空機の機体。