JPH0717490A - 多層パネルを下にある支持構造に固定するための固定具システムおよびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 下にある機体の基礎構造に正確でしっかりと
した装着を与える層流制御パネル構造のための新規な固
定システムを提供する。 【構成】 基礎構造に固定されるように適合された第１
の表面と、そこを横切って流れる流体に接する第２の表
面と、第２の表面に予め定められたアレイで配列される
間隔の開けられた固定具１００、１００′が挿入される
複数の穴とを有する、多層パネル２００を固定するため
の固定具システムであって、各々の固定具は固定具が挿
入される穴のいずれよりも小さい直径を有するねじ切り
されたシャンク１３０、１３０′と、シャンクに隣接し
て配置され、シャンクよりも直径が大きく、基礎構造に
対してパネルの第１の表面に加圧するための荷重を支え
るフランジ１２４、１２４′と、荷重を支えるフランジ
から延在しかつねじ切りされたシャンクよりも直径が小
さいねじ切りされていないシャンク１３０と、荷重を支
えるフランジよりも直径が大きい第２のフランジ１４
８、１４８′とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明は、航空宇宙産業の応用に使用
される強化された層流制御（ＬＦＣ）構造に関し、より
特定的には、各々の固定具の頭部が、固定具が挿入され
たＬＦＣパネル構造の外側の表面の開口部と面一であり
かつそれを密閉し、その一方で固定具のねじに隣接する
荷重を支える部分が、パネル構造を下にある基礎構造に
固定する機能を果たすように、トラスコアＬＦＣパネル
構造を下にある航空機の基礎構造に固定するために使用
されるねじ止め固定具に関する。

【０００２】

【発明の背景】近年、航空機の設計者は、流動する空気
または他の流体がそれが流れる表面に順応するように促
進する皮またはパネル構造を開発した。層流制御（ＬＦ
Ｃ）構造として既知であるそのような構造は、近年、強
化されたトラスコアパネル部材という形式をとってき
た。これらのパネル部材は、適切に選択された固定シス
テムによって下にある機体の基礎構造に固定されなけれ
ばならない。

【０００３】これらの構造を機体に固定する際の最も重
大な難題のうちの１つは、固定部分の嵌め合いの精度を
維持することである。パネル構造の製作公差は固定メカ
ニズムと同様にしばしば、所望の精度を達成する際に最
大の障害となる。この問題点を克服するために、リベッ
トまたはボルトのような単純な固定具から入り組んだラ
ッチメカニズムのようなより複雑な装置に至るまで、様
々な形式の固定システムが試みられてきた。しかしなが
ら依然として、嵌め合いの精度は問題点として残ってい
る。

【０００４】さらに、今日の航空産業の主要な目的は、
最適な層流を達成することである。したがって、固定パ
ネルの流体接触表面は、パネルを固定する固定具の流体
接触表面と同様に、移動する流体の乱流を最小限にする
ように作用する表面でなければならない。現在まで、既
知のシステムはどれも、これらの目的を達成していな
い。

【０００５】

【発明の概要】したがって、この発明の目的は、下にあ
る機体の基礎構造への正確でしっかりとした装着を与
え、かつそのような層流制御構造の装着のための種類の
ような現在既知のシステムの欠陥および欠点をすべて克
服する層流制御パネル構造のための新規な固定システム
を提供することである。

【０００６】この発明の他の目的は、層流制御パネルを
基本的な機体の基礎構造に固定すること、および下にあ
る基礎構造に装着する前に固定具が挿入されるパネルの
開口部を密閉することを同時に行なうための新規な固定
具の構造を提供することである。

【０００７】これらのおよび他の目的は、典型的には少
なくとも内部および外部のパネル皮を有する強化された
多層部材からなる（さらに、より好ましくはトラスコア
構造を含むタイプである）層流制御パネルを、たとえば
翼または本体支持のような下にある機体の基礎構造に固
定するために適合される固定具システムを提供すること
によって達成される。

【０００８】特に、固定具システムは適切な固定位置に
配置される複数の固定具を含み、その各々は下にある基
礎構造に装着するための従来的にねじ切りされたシャン
クを有し、延在するシャンク部材はパネルの内部と外部
との表面の間の距離に等しい距離だけ間隔を開けられた
第１のフランジ部分と第２のフランジ部分とを含み、か
つ以下に詳細に説明するタイプの特徴を示す。

【０００９】

【実施例の詳細な説明】図１および図２を参照すると、
この発明によって意図される２つの固定具１００および
１００′がそれぞれ示されている。これらの固定具は、
第２のフランジ部分１４０および１４０′の表面下を除
いて本質的に同一の構造である（以下に説明する）。以
下の説明は、図１に示される固定具に関するものである
が、図２に示される固定具は同様の構造を示しており、
それは両方の図に使用された（「′を付けられた」）同
じ参照番号を使用することによって識別できる。

【００１０】図１において、固定具１００は、第１のシ
ャンク部分１１０、第１のフランジ部分１２０、第２の
シャンク部分１３０、第２のフランジ部分１４０、第３
のシャンク部分１５０および第３のフランジ部分１６０
を含む。好ましくは第１のシャンク部分１１０は、ボル
トシステムの保持の必要に適切な固定具のシャンク部分
の長さ方向の軸線に対して傾斜角度を有する従来のボル
トのねじ山１１２を備える。

【００１１】第１のフランジ部分１２０は、平坦な下部
表面１２２、第１のシャンク部分１１０と中心が同一で
あり、かつ第１のシャンク部分の直径よりも大きい直径
を有する円周部１２４、および上部表面１２６を有す
る。

【００１２】第２のシャンク部分１３０は、第１のシャ
ンク部分１１０の直径よりも小さい直径、および内側と
外側とのパネルの層の間の距離にほぼ等しい長さを有す
る。第２のシャンク部分の下部領域は第１のフランジ部
分の上部表面１２６と曲線を描いて合流する。

【００１３】第２のフランジ部分１４０の円形の形状の
下部セクション１４２は、第１のフランジ部分１２０の
直径よりも大きくない直径を有する。上面１４６および
下面１４８を有するフランジ１４４は、下部セクション
１４２の上に位置し、第１のシャンク部分および第１の
フランジ部分と中心が同一である円周部を示している。
フランジ１４４の直径は、第１のシャンク部分１２２よ
りも大きい。第２のシャンク部分の上部領域１３２は、
第２のフランジ部分１４０の下部セクション１４２と合
流し、かつ第２のシャンク部分の下部領域は第１のフラ
ンジ部分の上部表面１２６と合流して、第２のシャンク
部分１３０の窪んだ外側の表面の輪郭を示している。

【００１４】第３のシャンク部分１５０および第３のフ
ランジまたはナット部材１６０は、第２のフランジ部分
１４０の上に位置している。シャンク部分１５０の下部
の端は、予め定められた量を越えるトルクがフランジ部
材１６０に与えられた後、シャンク部分の下部の端１５
２が第２のフランジ部分のフランジ１４４の上面１４６
から分離する（捩じり取る）ように設計されている。ナ
ット部材１６０は、従来のトルクを与える工具と係合す
るために適合された面１６２、１６２を含むように示さ
れている。

【００１５】図１および図２の固定具は、第２のフラン
ジ部分１４０および１４０′の下面１４８および１４
８′をそれぞれ除いて、実質的に同一である。図１の固
定具では、下面１４８は第１、第２および第３のシャン
クの長さ方向の軸線に対して実質的に直角である。図２
の固定具では、下面１４８′は第１、第２および第３の
シャンクの長さ方向の軸線に対して斜角で配置される。
下面１４８および１４８′の機能は、図３に示された構
造とともに説明される。

【００１６】図３を参照すると、層流制御多層パネル部
材２００が示されており、それは、パネル部材２００の
予め定められた開口部に与えられた固定具１００および
１００′で下にある構造３００に固定される。

【００１７】図３に示されているパネル部材２００の内
部の層は、トラスコアパネル層として既知のタイプであ
り、それはパネルが製作されると、波形部材の特徴を示
す。そのようなトラスコアパネルは当該技術分野におい
て周知であり、この出願ではそのようなパネル自体に対
する新規性は請求しない。しかしながらトラスコアパネ
ルをこの発明の固定具とともに使用するときには、固定
具は好ましくは波形の側壁２２２と２２４との間に形成
されたチャネル２２０のほぼ中心に配置されることが注
目されるべきである。この態様で使用されると、固定具
のくびれたシャンク領域１３０および１３０′は、チャ
ネル２２０の断面に対して最小限の障害しか与えず、し
たがって流体がチャネル内を流れる応用において流れの
干渉は最小限にされることがわかる。

【００１８】さらに、固定具がそれらのそれぞれの開口
部に正しく固定されると、固定具の「キャップ」部分１
４０の頂部表面はパネルの頂部表面２３０と実質的に同
じ高さになる。この態様で、固定具のキャップ部分はパ
ネル内に作動液システムを含むようにパネルの頂部表面
で液密シールの完全性を維持する。

【００１９】さらに、「キャップ」部分の頂部表面およ
びパネルの外皮は、外皮の外側の表面が接するいかなる
流れる流体の環境に対してもとぎれがないほぼ裂け目の
ない滑らかな表面を与え、そのためパネルの外皮で層流
制御を達成することができる。

【００２０】示されているように、固定具１００および
１００′の第２のフランジ部分１４０および１４０′は
それぞれパネル２００の外皮２１０で対応の形態の開口
部に支えられている。したがって、図３の左側に示され
ている固定具１００′の表面１４８′は、パネルの外皮
２１０で対応の形態の表面２４８ａに支えられている。
同様に、図３の右側に示されている固定具１００の表面
１４８は、密封するように対応の形態の着座部２４８ｂ
に隣接して配置される。表切なシーリング化合物または
物質が（以下で議論するように）表面１４８または１４
８′で固定具の下側に与えられ、そのため漏れを防止す
る液密シールを得ることができることが企図される。

【００２１】固定具１００または１００′の荷重を支え
る第１のフランジ部分１２４および１２４′は、ねじ切
りされたシャンクによってパネルの内皮に支えられるよ
うにされる。表面１２２および１２２′はパネルの内皮
を圧迫して固定荷重を荷重を支えるフランジ部分に移
す。くびれた部分１３０および１３０′は、荷重を支え
るフランジ１２４および１２４′を固定具の「キャッ
プ」部分１４０および１４０′と相互に連結する。

【００２２】したがって、この発明に従って、構造およ
び機能が単純であり、製造コストが比較的低いが、上述
の目的、目標および利点を十分に満たす、多層パネルを
下にある基礎構造に固定するための新規な固定具および
固定システムが提供されたことが明らかである。

【００２３】この発明によって意図される多層パネル
は、内皮および外皮部材を有するトラスコアパネルの形
態をとることができる。パネルの主要な機能が構造上の
ものであるときのように、皮部材は中実であることが可
能であり、またはパネルが層流制御の応用に使用される
ときのように、皮部材はパネルの周囲と内部との間を流
体が通過することができるように穴を開けられることが
可能である。

【００２４】この発明に従って、固定具が差込まれる開
口部は、予め定められた設計の要求に従ってパネルの厚
みを貫通して、かつパネルを下にある基礎構造に組立て
る前に設けられる。

【００２５】固定具は、別々の異なる機能を与える上部
および下部のフランジを含む。固定具の下部のフランジ
は、下にある基礎構造に対して多層パネルの１つの層を
保持するための荷重を支える表面を与える。上部のフラ
ンジは、パネルの外側の層とともに作用して予め定めら
れた正または負の圧力で多層パネルの内部を密閉しかつ
維持する。上部および下部のフランジは、流体の流れに
対する障害を最小限にするとともに、第２のフランジま
たは「キャップ」部分を密閉され固定される位置に維持
するように構成される、異なる別々のくびれた領域によ
って接続される。

【００２６】上部の固定具のフランジは、荷重を支える
機能を与えない。その唯一の目的は、それが挿入される
開口部を密閉する一方で多層パネル部材の外皮の歪みを
なくすことである。パネル部材の層およびパネル部材そ
れ自体が非常に薄い（たとえば、．０２５′′ないし．
０４０′′のオーダ）かも知れないため、これは特に重
要である。

【００２７】上部のフランジはさらに、固定具の上部の
フランジが外皮に支えられるようにされるとき、パネル
部材の外皮の固定具が挿入される開口部を通して流体が
パネル部材の内側に侵入するのを防ぐ助けとなる。上部
のフランジの下面の下に配置されるシーリング物質は、
流体がパネル部材の内側にまたは内側から漏れるのを防
ぐ助けとなっている。そのようなシーリング物質は、ポ
リスルフィド、シリコンまたはポリウレタンまたは他の
いかなる同等の物質であることが可能である。

【００２８】図３に示されたように、多層パネル２００
の内部のシートは、その中を流体（たとえば、冷却流体
または加圧された流体）が通過することができるチャネ
ルまたは流動経路の範囲を定める。パネル部材２００の
内皮および外皮でもって、作動液輸送システムが形成さ
れ、それは予め定められたレベルの正または負の圧力で
維持されなければならない。この発明の固定具は、固定
具が挿入される開口部で漏れを防ぐ一方、パネル部材を
その下にある基礎構造に固定することによってこのシス
テムの完全性を維持する。

【００２９】この発明は特定の実施例に関して説明され
てきたが、それはさらに上述の説明を考慮すれば当業者
に明らかであり前掲の特許請求の範囲の意図および領域
内のものである、いかなる変更および修正も含むもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の教示に従った、固定具の要素の側面
断面図である。

【図２】この発明の教示に従った、図１の固定具の要素
の変形の側面断面図である。

【図３】図１および図２に示された２つの固定具がそれ
ぞれの位置に配置されパネルを下にある機体の基礎構造
に固定する、多層（たとえば、トラスコア）パネルの断
面図である。

【符号の説明】

１００ 固定具 １２４ 荷重を支えるフラッグ １３０ ねじ切りされていないシャンク ２００ 多層パネル ３００ 下にある支持構造

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層トラスコアパネルを下にある支持構
   造に固定するための方法であって、パネルは上部表面部
   材、下部表面部材、上部と下部との表面部材の間に配置
   される少なくとも１つのチャネルの境界を規定する部
   材、およびパネルと下にある支持構造との複数の貫通穴
   を含み、前記方法は、 （１） 前記パネルおよび前記下にある支持構造の穴の
   それぞれに係合するための固定具を与えるステップを含
   み、前記固定具の各々は、（ａ） 前記パネルの貫通穴
   を通してかつ下にある支持構造の貫通穴に挿入するため
   のねじ切りされたシャンクと、（ｂ） 前記ねじ切りさ
   れたシャンクと一体でありかつ前記ねじ切りされたシャ
   ンクの外径よりも大きい外径を有する第１のフランジ
   と、（ｃ） 前記第１のフランジと一体でありかつ前記
   ねじ切りされたシャンクの外径よりも小さい外径を有す
   るねじ切りされていないシャンクと、（ｄ） 前記ねじ
   切りされていないシャンクと一体でありかつ前記第１の
   フランジの外径よりも大きい直径を有する第２のフラン
   ジと、（ｅ） 前記第２のフランジと一体である取外し
   が可能なようにそこに固定される固定具駆動手段とを含
   み、前記固定具駆動手段は前記ねじ切りされていないシ
   ャンクに対向する側にある前記第２のフランジから延在
   し、さらに、 （２） ねじ切りされたシャンクが前記下にある支持構
   造の貫通穴に入るまで、各々の固定具をパネルのそれぞ
   れの貫通穴に挿入するステップと、 （３） 前記第１のフランジが前記パネルの下部の層に
   押付けられるように、前記ねじ切りされたシャンクを前
   記下にある支持構造と係合させるステップと、 （４） その後、前記固定具が前記下にある支持構造に
   係留されるように前記ねじ切りされたシャンクを前記貫
   通穴へと動かすステップとを含み、前記第２のフランジ
   は貫通穴を囲むパネルの上部の層の区域に適切に押付け
   られ、前記チャネルの境界を規定する部材の内側をパネ
   ルの上部の層の上の環境から密封する、方法。
2. 【請求項２】 多層の層流制御パネルを下にある基礎構
   造に固定するための固定具システムであって、前記パネ
   ルは流体の流れに接するある１つの表面および、前記表
   面に予め定められたアレイで配列される間隔を開けられ
   た固定具が挿入される複数の穴を有し、前記システム
   は、 複数の固定具を含み、前記固定具の各々は、 前記パネルの固定具が挿入される穴のいずれよりも小さ
   い直径を有し、前記固定具を下にある支持構造に装着す
   るためのねじ切りされたシャンクと、 前記シャンクと一体でありかつそれに隣接して配置され
   る荷重を支えるフランジとを含み、前記荷重を支えるフ
   ランジは前記シャンクの直径よりも大きい直径を有し、
   前記フランジは、前記下にある支持構造に隣接する前記
   パネルの第１の表面上に着座し、かつ前記パネルの第１
   の表面を前記下にある支持構造にしっかりと接触させる
   ように適合され、さらに、 前記荷重を支えるフランジと一体であり、前記ねじ切り
   されたシャンクに対向する側にある前記荷重を支えるフ
   ランジから延在するねじ切りされていないシャンクと、 前記荷重を支えるフランジよりも大きい直径を有し、前
   記ねじ切りされていないシャンクの前記荷重を支えるフ
   ランジに対向する側にある荷重を支えない第２のフラン
   ジとを含み、前記第２のフランジは前記パネルの窪んだ
   領域に着座し、 前記第２のフランジは、前記ねじ切りされていないシャ
   ンクに隣接する表面を有し、それは、前記トラスコアパ
   ネルの前記窪んだ領域に対して密封して係合される、固
   定具システム。
3. 【請求項３】 前記パネルは上面シート、下面シートお
   よび上面および下面シートの間に配置されるトラスコア
   を含み、前記トラスコアは流体が流れるチャネルの境界
   を定め、 前記ねじ切りされていないシャンクは前記ねじ切りされ
   たシャンクの直径よりも小さい直径を有し、それによっ
   て前記固定具の各々が前記下にある構造に固定されたと
   き、前記チャネルの中を流れる流体は前記ねじ切りされ
   ていないシャンクによって妨害されずにそこを通過す
   る、請求項１に記載の固定具システム。
4. 【請求項４】 多層パネルを下にある支持部材に固定す
   るための固定具であって、パネルは上部表面の境界を規
   定する層、下部表面の境界を規定する層および上部およ
   び下部表面の境界を規定する部材の間に配置される少な
   くとも１つのチャネルの境界を規定するトラスコアとを
   含み、固定具は前記パネルのすべての層を貫通する、固
   定具が挿入される穴に挿入されるように適合され、前記
   固定具は、 前記固定具が挿入される穴の直径よりも小さい直径を有
   し、前記下にある支持部材の同様の直径の穴とのねじに
   よる係合のためのねじ切りされたシャンクと、 前記シャンクと一体でありかつそれに隣接して配置され
   る荷重を支えるフランジとを有し、前記荷重を支えるフ
   ランジは、前記シャンクの直径よりも大きい直径を有
   し、かつ前記パネルの前記下部の層が前記下にある支持
   構造と固定して係合させるように適合され、さらに、 前記荷重を支えるフランジと一体であり、かつ前記ねじ
   切りされたシャンクの直径よりも小さい直径を有するね
   じ切りされていないシャンクを含み、前記ねじ切りされ
   ていないシャンクは前記ねじ切りされたシャンクに対向
   する側にある前記荷重を支えるシャンクから延在し、さ
   らに、 前記ねじ切りされていないシャンクと一体であり、かつ
   前記ねじ切りされていないシャンクの前記荷重を支える
   フランジに対向する側に配置される別のフランジを含
   み、前記別のフランジは前記荷重を支えるフランジより
   も大きい直径を有し、かつ前記パネルの上部の層の外側
   表面を適切に係合するように適合される、固定具。
5. 【請求項５】 前記別のフランジは、前記パネルの上部
   の層をそこに荷重を移さずに適切に係合し、それによっ
   て前記上部のパネル層の変形を防ぐ、請求項４に記載の
   固定具。