KR20130139929A - 보강재 런-아웃 - Google Patents

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KR20130139929A
KR20130139929A KR1020137009888A KR20137009888A KR20130139929A KR 20130139929 A KR20130139929 A KR 20130139929A KR 1020137009888 A KR1020137009888 A KR 1020137009888A KR 20137009888 A KR20137009888 A KR 20137009888A KR 20130139929 A KR20130139929 A KR 20130139929A
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마틴 가이톤드
엔초 코센티노
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에어버스 오퍼레이션즈 리미티드
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Abstract

패널; 바닥부, 직립 웹 및 단부에 런-아웃(run-out) 영역을 갖는 보강재; 결합부재를 포함하는 패널 조립체로서, 상기 보강재 바닥부는 상기 패널에 결합되고, 상기 결합부재는 상기 보강재 바닥부 단부 바깥쪽으로 상기 보강재 웹과 상기 패널에 부착된다. 또한, 바닥부, 직립 웹 및 일단부에 런-아웃 영역이 형성된 보강재로서, 상기 웹의 외향단은 상기 런-아웃 영역에서 상기 바닥부 외향단 위로 돌출된다.

Description

보강재 런-아웃{STIFFENER RUN-OUT}
본 발명은 런 아웃(run-out) 영역을 갖는 보강재; 보강재 강화 패널을 포함하는 패널 조립체; 보강재 강화 패널을 형성할 수 있는 부품 키트; 및 보강재 강화 패널을 형성하는 방법에 관한 것이다.
얇은 두께의 벽 패널은 복수의 보강재의 부착을 통해 강화될 수 있으며, 이는 상기 패널을 좀 더 작고 안정한 복수의 서브 패널로 나눈다. 보강재 강화 패널은 항공기 구조와 같은 많은 중량 최적화 구조에서 찾아볼 수 있다. 예를 들어, 항공기 윙박스는 일반적으로 상부 및 하부 커버로 형성되고, 이는 강화 종방향 스트링거(stringer)(보강재)로 보강된 피복부(패널)을 포함한다.
보강재는 다른 구조 부품들과 충돌하기 때문에 특정 구역에서 종결되어야 한다. 항공기 윙박스의 경우, 상기 보강재는 일반적으로 예를 들어 윙 뿌리부, 윙 팁, 진입 구멍 등에서 종결되어야 한다. 보강재 종결부에 있어서, 상기 보강재에 의해 지지된 스트레스는 상기 패널로 전달된다. 따라서, 보강재 종결부는 종종 부분적인 스트레스 집중 구역의 원인이 된다. 이러한 스트레스 집중을 감소시키기 위해, 보강재는 스트레스 정점을 최소화하는 방식으로 하중을 보강재에서 패널로 전이시키기 위해 상기 종결부에서 소위 "런-아웃(run-out)" 영역을 갖도록 구성된다.
탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)과 같은 복합 재료의 사용에서 검토하면, 중량 최적화 구조면에서 상기 보강재 런-아웃에서의 구조적 성능은 특히 흥미롭다.
복합 항공기 윙박스 커버의 경우, 상기 스트링거는 일반적으로 상기 피복부에 결합(공동 경화 연결, 공동 결합 연결, 또는 이차 결합)된다. 상기 스트링거와 상기 피복부 사이의 본래 공차로 인하여 하중이 걸렸을 때 크랙이 발생할 수 있다. 상기 공차는 평면의 굽힘을 야기하고, 이는 피복부에 부착되는 스트링거 바닥부의 런-아웃의 (팁)단부가 벗겨질 수 있는 두께 방향의 인장 하중을 발생한다.
이러한 문제는 예전부터 하중이 걸려있는 구조에 낮은 변형(낮은 스트레인)이 발생하도록 하여 해결되어 왔다. 문제 없이 높은 스트레인에서 상기 구조를 작동시키는 방법은 무게를 줄일 수 있다. 미국특허공개 2005/0211846A1는 런-아웃에서 스트링거의 높이가 점차적으로 줄어드는 스트링거 런-아웃을 개시하고 있으며, 국제특허출원공개 2008/13298A1는 성능을 강화시키기 위해 패널에 스트링거 런-아웃을 체결하는 것을 개시하고 있다.
본 발명의 제 1 실시 양태는 패널; 바닥부, 직립 웹 및 단부에 런-아웃(run-out) 영역을 갖는 보강재; 결합부재를 포함하는 패널 조립체를 제공하고, 상기 보강재 바닥부는 상기 패널에 결합되고, 상기 결합부재는 상기 보강재 바닥부 단부 바깥쪽으로 상기 보강재 웹과 상기 패널에 부착된다.
본 발명의 다른 실시 양태는 보강재 강화 패널을 형성하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 바닥부, 직립 웹 및 일단부에서 런-아웃 영역을 갖는 보강재를 제공하는 단계; 상기 보강재 바닥부를 패널에 결합하는 단계; 및 상기 보강재 웹에 결합부재를 부착하고, 상기 보강재 바닥부 단부 외부에서 상기 결합부재를 상기 패널에 부착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 양태는 보강재 강화 패널을 형성하기 위한 조립 키트로서, 상기 키트는 바닥부, 직립 웹 및 일단부에서 런-아웃 영역을 갖는 보강재; 패널; 상기 보강재 웹에 부착하고, 상기 보강재 바닥부 단부 외부에서 상기 패널에 부착하기 위한 결합부재를 포함한다.
상기 런-아웃부에서 상기 패널이 부분적으로 상기 보강재 바닥부에 대한 굽힘을 최소화하기 위해 상기 결합부재가 충분한 굽힘 보강성을 갖는다는 점이 본 발명의 이점이고, 이는 상기 보강재 바닥부의 단부에서 박리력을 줄이고, 따라서, 보강재 바닥부 단부에서 크랙이 발생되는데 요구되는 하중면에서 강도를 향상시킨다. 상기 패널의 굽힘이 상기 결합부재의 외향단보다 더 외부로 전달되더라도, 상기 결합부재는 상기 패널에 결합되지 않고 체결될 수 있으며, 상기 체결부재는 두께 하중에 의한 결과물을 견딜 수 있는 충분한 강도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 양태는 바닥부 및 직립 웹을 포함하고, 일단부에 런-아웃 영역을 갖는 보강재를 제공하고, 상기 웹의 외향단은 상기 런-아웃 영역에서 상기 바닥부의 외향단 위로 돌출된다.
본 발명은 상기 웹의 돌출부가 상기 스트링거 바닥부 단부의 외부에 상기 웹을 고정시킨다는 점에서 유리하다.
보강재 강화 패널용 보강재는 종방향 부재이다.
상기 돌출 웹을 갖는 보강재는 본 발명의 제 1 실시 양태에 따른 패널 조립체에서 사용될 수 있다.
상기 결합부재는 상기 보강재 웹에 부착될 수 있다. 상기 결합부재에 돌출 웹이 형성된 경우에는 상기 결합부재가 적어도 상기 돌출 웹 부분에 바람직하게 부착될 수 있다. 좀 더 바람직하게, 상기 결합부재가 상기 돌출 웹과 상기 런-아웃 안쪽의 웹 모두에 부착된다.
상기 결합부재는 상기 보강재 웹 또는 상기 패널 또는 이들 모두에 체결될 수 있다. 예를 들어, 상기 결합부재는 볼트 결합될 수 있다.
상기 결합부재는 상기 보강재 웹 또는 상기 패널 또는 이들 모두에 직접적으로 체결될 수 있다.
상기 결합부재는 바람직하게 상기 패널에 직접적으로 결합되지 않는다.
사기 결합부재는 상기 보강재 바닥부의 단부와 상기 결합부재 사이의 간극을 형성하도록 배치될 수 있다. 상기 간극의 면적은 바람직하게 비교적 작다. 인장 하중이 보강재 종방향으로 상기 패널 조립체에 적용되는 경우, 상기 작은 간극은 상기 패널이 상기 보강재 바닥부 런-아웃에 이로운 반대의 박리를 발생시키며 안쪽으로 굽혀지도록 한다.
상기 결합부재는 바닥부와 직립 웹을 갖는 "슈(shoe)" 형태로 형성될 수 있다.
상기 결합부재는 두 개의 부분으로 형성될 수 있으며, 그 일부분이 보강재 웹의 다른 측면에 부착된다. 또는, 상기 결합부재는 단일체 부분으로 형성될 수도 있다.
상기 보강재 바닥부는 공동 경화 연결, 공동 결합 연결, 또는 이차 결합 중에서 선택된 하나의 방법으로 상기 패널에 결합될 수 있다. 또한, 상기 보강재 바닥부의 외향단은 상기 패널에 체결될 수 있다.
상기 결합부재는 상기 패널이 상기 보강재 바닥부 단부로 부분적으로 굽혀지는 것을 방지하기 위한 충분한 굽힘 보강성을 가질 수 있다.
상기 보강재 바닥부의 단부는 후방 챔퍼를 가질 수 있다. 상기 후방 챔퍼는 상기 패널의 외부와 내부를 향하는 표면을 갖는다. 상기 후방 챔퍼와 상기 패널 사이에 수지 필렛이 형성될 수 있다. 상기 수지 필렛은 실질적으로 상기 후방 챔퍼와 상기 패널 사이의 공간을 채우고, 상기 필렛의 외향단은 원형인 것을 특징으로 한다. 상기 후방 챔퍼는 상기 바닥부의 외향단에서 상기 패널이 상기 보강재 연결부에 대한 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 보강재는 T 구역을 가질 수 있다. 또는, 상기 보강재는 I 구역, L 구역, U 구역 또는 다른 적절한 구역을 가질 수 있다.
상기 보강재 상기 보강재 웹과 상기 보강재 바닥부의 단부 사이의 교차 지점에서 필렛을 포함할 수 있다. 상기 필렛은 스트레스의 집중을 방지할 수 있다.
상기 패널 조립체는 복수의 보강재를 포함할 수 있다.
상기 보강재는 스트링거, 또는 예를 들어, 세로대(longeron)일 수 있다.
상기 결합부재는 상기 보강재 바닥부 부분을 넘어 연장하는 핑거플레이트를 포함할 수 있다.
상기 핑거플레이트는 직립 플랜지를 가질 수 있다. 상기 플랜지는 상기 핑거플레이트의 측방향 에지에 제공될 수 있다. 상기 핑거플레이트는 상기 보강재 바닥부를 지나 상기 패널에 체결될 수 있다.
상기 패널 조립체, 또는 보강재는 우주 항공 분야에 사용될 수 있다. 예를 들어, 사기 보강재는 항공기 동체 피복부(패널) 또는 윙 박스 커버(패널)을 강화하는데 사용될 수 있다.
상기 보강재는 바람직하게 복합 재료로 형성된다. 상기 복합 재료는, 예를 들어, 탄소 섬유 강화 플라스틱과 같은 섬유 강화 플라스틱을 포함할 수 있다.
상기 복합 재료는 적층 합판을 쌓은 적층 구조로 될 수 있다.
상기 결합부재는 복합 재료로 형성될 수도 있으며, 이는 상기 보강재의 재료와 동일하거나 다를 수 있다. 또는, 상기 결합부재는 금속재이거나, 예를 들어, 알루미늄 또는 티타늄으로 만들어질 수 있다.
상기 패널은 복합 재료로 형성될 수 있으며, 이는 상기 보강재의 재료와 동일하거나 다를 수 있다.
본 발명의 실시 형태는 첨부된 도면을 참고하여 개시될 수 있다.
도 1은 인장 하중이 걸리는 종래의 보강재 강화 패널의 측면도로서, 상기 보강재 바닥부 외향단에서 일반적인 크랙 발생을 나타내고 있다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 보강재 강화 패널의 측면도로서, 상기 보강재 웹(web)의 돌출부를 상기 보강재 바닥 단부의 패널 외부 방향에 부착하는 결합부재를 포함한다.
도 3은 상기 보강재를 분리시 측면도로서, 후방 챔퍼(chamfer)를 상세히 나타낸다.
도 4는 도 2의 패널 조립체의 3차원도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 보강재 강화 패널 조립체의 측면도로서, 상기 보강재 웹에는 돌출부가 없다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 형태에 따른 보강재 강화 패널 조립체를 나타내며, 상기 보강재에는 도출부가 없으며, 상기 결합부재는 핑거 플레이트와 직립의 에지 플랜지를 결합한 단일 구조물을 갖고 있다.
도 1은 종래의 보강재 강화 패널을 나타낸다. 이러한 예에서, 상기 패널(1)은 항공기 윙박스의 피복부이고, 상기 보강재(2)는 종방향 강화 스트링거이다. 상기 스트링거(2)에는 역방향 "T" 형태의 교차 영역이 존재하며, 이를 통해 바닥부(2a)와 직립 웹(upstainding web)을 형성한다. 상기 보강재(2)에는 일단부에 런-아웃 영역이 형성되어 있다. 이러한 예에서, 상기 런-아웃 영역은 상기 보강재 바닥부(2a)의 외향단(5) 방향으로 웹 높이가 줄어드는 테이퍼(4)가 특징을 이룬다. 도 1은 보강재의 종방향으로 과량의 인장 하중하에서의 보강재 강화 패널의 측면도를 개시하고, 상기 보강재 바닥부(2a) 외향단(5)에서 일반적인 크랙 발생 위치(6)를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 보강재 강화 패널 조립체(10)를 개시한다. 상기 조립체(10)는 패널(11), 보강재(12) 및 결합부재(13)를 포함한다. 이러한 실시 형태에 있어서, 상기 패널(11)은 항공기 윙박스의 피복부이고, 상기 보강재(1)는 강화 종방향 스트링거이다. 상기 항공기 윙박스에서 상기 스트링거는 실질적으로 스팬(span) 방향으로 연장되고, 상기 결합부재(13)는 상기 보강재(12)의 외향(팁)단에 부착된다.
상기 패널(11)과 상기 보강재(12)는 각각 복합 재료로 이루어진다. 상기 복합 재료는, 예를 들어, 탄소 섬유 강화 플라스틱과 같은 섬유 강화 플라스틱을 포함한다. 상기 복합 재료는 적층 합판을 쌓은 적층 구조로 될 수 있다.
상기 보강재(12)에는 일반적으로 역방향 "T" 형태의 교차 영역이 존재하여, 보강재 바닥부(12a)와 직립 보강재 웹(12b)을 형성한다. 상기 보강재 바닥부(12a)는 상기 패널(11)의 내부면에 결합된다. 상기 보강재 바닥부는 공동 경화 연결, 공동 결합 연결, 또는 이차 결합에 의해 상기 패널에 결합된다. 상기 보강재(12)에는 그 외향단(14)에 런-아웃 영역이 존재하며, 이곳에서 하중이 상기 보강재에서 상기 패널로 전달된다. 상기 보강재 웹(12b)에는 상기 런-아웃 영역에서 상기 보강재 바닥부(12a)의 외향단(16) 위로 돌출된 외향단(15)을 갖고, 이를 통해, 상기 보강재 웹(12b)의 돌출부(12c)를 형성한다.
상기 보강재 바닥부(12a)의 외향단(16)에는 후방 챔퍼(17)가 형성되어 있다. 상기 후방 챔퍼(17)에는 외부쪽으로 상기 패널(11)을 향하는 표면을 갖고 있다. 상기 후방 챔퍼(17)와 상기 패널(11) 사이에 수지 필릿(fillet)(18)이 제공된다. 상기 수지 필릿(18)은 실질적으로 상기 챔퍼(17)와 상기 패널(11) 사이를 충진하고, 상기 필릿의 외향단이 원형인 것이 특징이다. 상기 후방 챔퍼를 통해 상기 보강재 바닥부(12a) 외향단(16)에서 보강재 연결부에 대한 패널의 강도를 향상할 수 있다.
도 3은 보강재(12)의 외향단(14)을 분리하였을 때를 개시한다. 상기 보강재(12)에는 상기 보강재 웹(12b)과 상기 보강재 바닥부(12a) 사이의 계면에 필렛(19)이 형성되어 있다. 상기 필렛(19)을 통해 스트레스의 집중을 줄일 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 상기 결합부재(13)는 상기 보강재 웹(12b)에 부착되어 있고, 특히, 상기 보강재의 돌출부(12c)와 상기 돌출부(12c) 안쪽의 보강재 웹(12b) 부분에 부착되어 있다. 도 4에 가장 잘 개시된 바와 같이, 상기 결합부w재(13)는 두 개의 부분 구조로 되어 있어, 상기 보강재 웹(12b)을 사이에 끼우도록 되어 있다. 상기 두 개의 결합부재(13)는 바닥부(13a)와 직립 웹(13b)를 갖는 "슈(shoe)" 형태가 된다.
상기 결합부재 웹(13b)은 체결 위치(20)에서 상기 보강재 웹(12b)에 체결된다. 예를 들어, 상기 체결부재는 볼트 또는 종래 알려진 적절한 다른 체결부재가 될 수 있다. 상기 체결부재 바닥부(13a)는 체결 위치(21)에서 상기 보강재 바닥부(12a) 단부(6) 바깥쪽의 패널(11)에 체결된다. 예를 들어, 상기 체결부재는 볼트 또는 종래 알려진 적절한 다른 체결부재가 될 수 있다.
상기 결합부재 바닥부(13a)는 상기 패널(11)에 직접적으로 결합되지 않는다. 즉, 상기 패널(11)의 표면과 상기 결합부재 바닥부(13a)의 하부측 사이에 통상적인 접착 결합은 이루어지지 않는다. 이를 통해 종래 기술과 도 1에 기재된 것과 구별되는 크랙 발생 지점(6)이 결합부재(13)가 적용된 경우 상기 결합부재 바닥부(13a) 단부보다 더 바깥쪽으로 단순하게 전달되지 않도록 할 수 있다.
상기 결합부재(13)는 상기 보강재 바닥부(12a)의 외향단(16)과 상기 결합부 재 바닥부(13a) 사이에 간극(22)을 형성하도록 결합된다. 상기 간극의 면적은 상기 결합부재 바닥부(13a) 면적에 비하여 비교적 작다. 인장 하중이 상기 보강재의 종방향으로 상기 패널 조립체(10)에 적용되는 경우, 상기 갭(22)을 통해 상기 보강재 바닥부(12a)의 외향단(16)에서 이로운 반대의 박리를 생성시키면서 상기 패널(11)은 보강재(12) 쪽으로 휘어진다. 이는 도 1에 기재된 바와 같이, 유사한 인장 하중하에서 상기 패널(1)과 보강재(2) 사이에 발생된 정방향 박리력과 반대된다.
따라서, 도 2 및 도 3 에 기재된 패널 조립체(10)는 보강재 런-아웃 영역에서 크랙 발생의 가능성을 현저히 줄일 수 있다.
상기 결합부재(13)는 상기 런-아웃 영역에서 보강재 바닥부(12a)에 대한 패널의 부분적인 굽힘을 최소화할 수 있는 충분한 굽힘 보강성을 가지며, 이는 보강재 바닥부(12a)의 외향단(16)에서 박리력을 줄이고, 따라서, 보강재 바닥부의 외향단에서 크랙 발생에 필요한 하중면에서 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 결합부재(14)가 상기 패널(11)에 부착되지 않고 체결되어 있기 때문에, 상기 패널(11)의 굽힘이 상기 보강재(13) 외향단보다 외부로 전달되더라도, 상기 체결부재(21)는 상기 패널의 두께 방향으로의 최종 하중을 견딜 수 있는 충분한 강도를 갖는다.
도 5는 다른 실시 형태로서, 패널(111), 보강재(112) 및 결합부재(113)를 포함하는 패널 조립체(110)를 나타낸다. 상기 패널 조립체(110)는 전술한 패널 조립체(10)와 많은 부분에서 유사하고, 다만, 전술한 패널 조립체(10)와의 차이점은 후술하도록 하겠다. 가장 큰 특징으로서, 상기 보강재(112)에는 웹(112b)과 바닥부(112a)가 형성되어 있고, 상기 웹(112b)은 상기 바닥부(112a)의 외향단 위로 돌출되지 않는다. 상기 결합부재(113)는 체결부재(120)를 통해 상기 보강재 웹(112b)에 체결되며, 또한, 체결부재(121)를 통해 상기 패널(111)에 체결된다. 다른 부분에 있어서, 상기 패널 조립체(110)는 전술한 패널 조립체(10)와 유사하다. 상기 보강재 웹(112b)과 결합부재(113) 사이의 체결부재(120)의 수를 줄일 수 있기 때문에, 상기 결합부재(113)는 상기 결합부재 웹에 의해 지지되도록 요구되는 높은 굽힘 하중을 견딜 수 있도록 전술한 결합부재(13)보다 더 큰 강도를 갖는다. 따라서, 상기 결합부재(113)는 일반적으로 전술한 결합부재(13)와 비교하여 높은 무게 선택성을 가질 수 있다.
전술한 실시 형태의 어느 것에서도, 상기 결합부재는 상기 보강재 웹의 한쪽 부분을 끼울 수 있도록 이분된 웹 부분을 갖는 단일체 부분으로 형성될 수 있다.
전술한 실시 형태에서 상기 보강재는 "T" 구역을 갖는 것으로 나타나 있지만, 예를 들어, "I"구역, "L"구역, 또는 "U"구역과 같이, 상기 보강재가 여러 형태의 구역을 갖는 것도 가능하다.
전술한 실시 형태에 있어서, 상기 보강재 바닥부는 박리 저하성을 향상시키기 위해 그 외향단에 후방 챔퍼를 포함하며, 상기 후방 챔퍼가 생략될 수도 있다.
본 발명에 따른 보강재 강회 패널 조립체는 상기 결합부재를 상기 보강재 웹과 상기 보강재 바닥부 단부의 바깥쪽 패널에 부착시키면서, 상기 보강재 바닥부를 패널 쪽으로 굽힘으로써 형성된다. 상기 결합부재는 상기 보강재 바닥부를 체결하도록 사전에 드릴 가공된 파일럿(pilot) 구멍을 가질 수 있다. 일반적으로 상기 결합부재는 대응 결합부재를 삽입하기 이전에 상기 결합부재 바닥부에 함께 드릴 가공한 구멍과 상기 결합부재 웹과 상기 체결부재 웹에 함께 드릴 가공한 구멍을 통해 상기 패널에 체결된다.
도 6은 다른 실시 형태를 개시하며, 패널(211), 보강재(212) 및 결합부재(213)를 포함하는 패널 조립체(210)를 나타낸다. 상기 패널 조립체(210)는 전술한 패널 조립체(10, 11)과 많은 면에서 유사하고, 다만, 전술한 패널 조립체(10, 110)와 상기 패널 조립체(210) 사이의 차이점은 후술하도록 하겠다.
상기 보강재(212)는 웹(212b)과 바닥부(212a)를 가지며, 상기 웹(212b)은 상기 바닥부(212a)의 팁 단부 바깥쪽 위로 돌출되지 않는다. 상기 보강재(212) 및 결합부재(213)는 무게가 최적화되어 있다. 도 6에 개시된 바와 같이, 상기 보강재 웹(212b)의 웹 높이는 변경될 수 있으며, "공칭" 웹 높이를 갖는 제 1 영역(I), 증가된 웹 높이를 갖는 중앙 영역(Ⅱ), 상기 런-아웃 영역에서 상기 보강재 말단부를 향해 웹 높이가 감소하는 테이퍼를 갖는 제 3 영역(Ⅲ), 및 상기 제 3 영역(Ⅲ)에서의 높이보다 더 큰 보강재 웹 높이를 갖는 상기 결합부재(213)에 인접하는 제 4 영역(Ⅳ)을 포함한다.
또한, 도 6에 개시된 상기 패널 조립체(210)는 어떻게 상기 보강재(212)가 상기 보강재 웹(212b)을 수용하도록 컷-아웃(cut-out)부를 갖는 횡단 리브(230)(도시되지 않음)를 통해 진행되는지를 나타낸다. 또한, 도 6에 개시된 바와 같이, 상기 보강재 바닥부(212)는 Ⅰ및 Ⅱ 영역에서 공칙폭을 갖지만, 상기 보강재 말단부를 향해 넓어진 보강재 바닥부 "패드"(240)를 제공하도록 Ⅲ 및 Ⅳ 영역 주윙에서 증가된 폭 영역을 갖는다. 상기 패드 영역(240)을 포함하는 상기 보강재 바닥부(212a)는 전술한 방법과 마찬가지로 상기 패널(211)에 결합된다.
도 7은 상기 결합부재(213)를 상세히 나타낸다. 상기 결합부재(213)는 일반적으로 체결부재 지점으로 나타난 체결부재(220)를 통해 영역(Ⅳ)에서 상기 보강재 웹(212b)에 체결된다. 또한, 체결부재 지점으로 나타낸바와 같이, 상기 결합부재(213)는 체결부재(221)를 통해 상기 패널(211)에 체결된다. 이 경우, 상기 패널 조립체(210)는 전술한 패널 조립체(10, 110)와 유사하다.
상기 결합부재(213)는 여기에는 기재되지 않은 다수의 세부 특징들이 있다. 또한, 상기 결합부재(213)가 전술한 도 5를 참조하여 기재된 보강재(112)의 구성을 좀 더 간단하게 부착되로독 조절될 수 있으며, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 돌출된 보강재(12)와 연계하여 사용될 수도 있다.
전술한 결합부재(13, 113)과 대비하자면, 상기 결합부재(213)는 단일체이고, 상기 보강재 말단부에 인접한 보강재 바닥부(212a)를 넘어 연장하는 핑거플레이트(fingerplate, 250)를 포함한다. 상기 핑거플레이트는 일반적으로 체결부재 지점으로 나타난 체결부재(222)를 통해 상기 보강재 바닥부(212a)를 지나 상기 패널(211)에 체결된다. 또한, 핑거플레이트(250)는 상기 보강재 바닥부(212a)에 결합되거나 부착될 수도 있다. 상기 핑거플레이트(250)는 바람직하게 보강재 팁(말단부)에서 상기 보강재 바닥부(212a)의 전체 폭만큼 연장할 수 있지만, 보강재 팁 폭의 일부 부분만큼만 연장할 수도 있다.
상기 핑거플레이트(250)에는 일반적으로 상기 보강재 종축과 평행하게 연장하는 측면 에지를 갖고 있다. 그러나, 상기 핑거플레이트(250)의 측면 에지는 패드(240) 영역에서 상기 보강재 바닥부(212a)의 폭에 일치할 수도 있다. 도 7에 개시된 바와 같이, 상기 핑거플레이트(250)의 측면 에지에는 직립 플랜지(251)가 형성되어 있다. 상기 직립 플랜지(251)는 중량을 최적화하여 상기 결합부재(213)에 향상된 보강성을 제공할 수 있다. 상기 직립 플랜지(251)는 일반적으로 상기 보강재 종축과 평행하다.
런-아웃부에서 상기 보강재 바닥부(212a)의 팁(말단부)은 바람직하게 상기 보강재 종축 방향을 가로지르는 직선 절단부이다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 전술한 실시 형태와는 반대로, 상기 보강재 바닥부(212a)의 팁 단부와 상기 결합부재 바닥부(213a) 사이에 뚜렷한 간극 또는 미세한 간극이 존재하지 않는다. 상기 결합부재 바닥부(213a)는 일반적으로 평면에서 봤을때 보강재 말단부의 바깥쪽을 향하는 볼록한 형상(252)을 갖는 D 형태이다. 상기 보강재 말단부를 향하는 일반적인 D 형상의 결합부재 바닥부(213a)는 무게를 줄이기 위해 복수의 절단된 단차(2530를 포함한다. 상기 단차(253)는 상기 보강재 말단부의 바깥쪽으로 상기 결합부재(213)를 상기 패널(211)에 부착시키기 위한 체결부재(211) 표면을 제공하는 면을 나타낸다.
또한, 상기 체결부재(213)는 상기 보강재 웹(212b)의 다른 측면을 끼우는 한 쌍의 직립 결합부재 웹(213b)을 포함한다. 상기 보강재 웹(212b)와 상기 결합부 재 웹(213b)에는 상기 보강재 말단부를 향해 높이가 줄어드는 테이퍼가 형성되어 있다. 측면에서 봤을때, 상기 직립 결합부재 웹(213b)의 형상은 실질적으로 영역(Ⅳ)에서 보강재 웹(212b)의 형상과 대응된다. 전술한 바와 같이, 상기 보강재 웹(213b)은 체결부재(220)를 통해 상기 보강재 웹(212b)에 체결된다.
도 6 및 도 7을 참조하여 전술한 실시 형태에서, 상기 결합부재(213)는 단일체 구조로 되어 있는 반면, 상기 결합부재가 상기 보강재 바닥부, 상기 패널 및 보강재 웹의 다른 측면에 있는 보강재 웹에 체결하기 위한 두 개의 분할된 부품으로 형성될 수도 있다. 상기 패널 조립체(210)에서 사용되는 결합부재가 하나의 부분 또는 두개의 부분이더라도, 상기 결합부재는 바람직하게 전술한 결합부재(13, 113)와 같이 동일한 금속 재료를 포함한다.
본 발명이 하나 이상의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명되었지만, 여러가지의 변형 또는 수정이 첨부된 특허청구범위에서 규정된 본 발명의 기술적 사상을 훼손하지 않고 적용될 수 있을 것이다.

Claims (27)

  1. 패널;
    바닥부, 직립 웹 및 단부에 런-아웃(run-out) 영역을 갖는 보강재; 및
    결합부재를 포함하는 패널 조립체로서,
    상기 보강재의 바닥부는 상기 패널에 결합되고, 상기 결합부재는 상기 보강재 바닥부 단부 바깥쪽으로 상기 보강재 웹과 상기 패널에 부착되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보강재 웹의 외향단은 상기 런-아웃 영역에서 상기 보강재 바닥부의 외향단 위로 돌출된 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 결합부재는 적어도 상기 보강재 웹의 돌출부에 부착되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 보강재 또는 상기 패널 또는 이들 모두에 체결되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 결합부재는 상기 보강재 웹 또는 상기 패널 또는 이들 모두에 직접적으로 체결되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 패널에 직접적으로 결합되지 않는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 보강재 바닥부 단부와 상기 결합부재 사이에 간극이 형성되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부재는 두 개의 부분으로 형성되고, 그 일 부분은 상기 보강재 웹의 다른 측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부재는 단일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강재 바닥부는 공동 경화 연결, 공동 결합 연결, 또는 이차 결합 중에서 선택된 하나의 방법으로 상기 패널에 결합되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 패널이 상기 보강재 바닥부 단부로 부분적으로 굽혀지는 것을 방지하기 위한 충분한 굽힘 보강성을 갖는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강재 바닥부의 단부는 후방 챔퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 후방 챔퍼와 상기 패널 사이에 수지 필렛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강재는 T 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강재 웹과 상기 보강재 바닥부의 단부 사이의 교차 지점에서 필렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강재는 스트링거인 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 바닥부를 넘어 연장하는 핑거플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 핑거플레이트는 직립 플랜지를 갖는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 핑거플레이트는 상기 보강재 바닥부를 지나 상기 패널에 체결되는 것을 특징으로 하는 패널 조립체.
  20. 바닥부, 직립 웹 및 일단부에 런-아웃 영역이 형성된 보강재로서,
    상기 웹의 외향단은 상기 런-아웃 영역에서 상기 바닥부 외향단 위로 돌출된 것을 특징으로 하는 보강재.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 바닥부의 단부는 후방 챔퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 보강재.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    상기 보강재는 T 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 보강재.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웹과 상기 바닥부의 단부 사이의 교차 지점에서 필렛을 포함하는 것을 특징으로 하는 보강재.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보강재는 스트링거인 것을 특징으로 하는 보강재.
  25. 보강재 강화 패널을 형성하는 방법으로서,
    바닥부, 직립 웹 및 일단부에서 런-아웃 영역을 갖는 보강재를 제공하는 단계;
    상기 보강재 바닥부를 패널에 결합하는 단계; 및
    상기 보강재 웹에 결합부재를 부착하고, 상기 보강재 바닥부 단부 외부에서 상기 결합부재를 상기 패널에 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보강재 강화 패널 형성 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 결합부재는 상기 보강재 웹 또는 상기 패널 또는 이들 모두에 체결되는 것을 특징으로 하는 보강재 강화 패널 형성 방법.
  27. 보강재 강화 패널을 형성하기 위한 조립 키트로서,
    바닥부, 직립 웹 및 일단부에서 런-아웃 영역을 갖는 보강재; 패널; 상기 보강재 웹에 부착하고, 상기 보강재 바닥부 단부 외부에서 상기 패널에 부착하기 위한 결합부재를 갖는 것을 특징으로 하는 조립 키트.
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