JP4463764B2 - 曲線折曲構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、最も一般的な態様としては薄板材コルゲーションの方法として定義されてもよく、機体構造サンドイッチパネルとして適用される曲線折曲構造体の光コルゲートコアの製造に用いられてもよい。

成型された製品と変形可能なダイとを形状連結した曲線折曲構造体の製造方法は既知である。この方法には、第１段階で薄板ブランクを下方成型の変形可能なダイ上に配置し、一方で同様の上方の変形可能なダイをブランク上に配置することを含む。等間隔を設けて配置された上方および下方の変形可能なダイは、平行四辺形の形状に形成された平坦な構成要素を含み、このように形成された構成要素は、ヒンジを用いて全ての側面に沿って連結される。

第２段階でダイを変形する場合にはたとえば、真空バッグを用いてブランクに埋め込まれた上方および下方の変形可能なダイが曲率を変化させ、一方でブランクは与えられたクリンプデザインパラメータを有する内部応力を緩和する状態になされる。（サンドイッチ構造の技術スキーム、Ｖ．Ｉ．Ｋｈａｌｉｕｌｉｎ、ＫＳＴＵ、Ｋａｚａｎ、１９９９年、１６８Ｐ、１２８−１３３Ｐ、ＩＳＢＮ５−７５７９−０２９５−７）

ここで示される曲線状の製品を得るための薄板ブランクコルゲーションの方法の主な欠点として、厳密な計算を用いて画定された所与の曲線折曲構造体の曲率を提供するために、上方と下方の変形可能なダイ間の距離と、成型前のブランクに必要とされる曲径と、成型構成部品の稜部の変形可能なダイの寸法と、があげられる。これに加えて、上方および下方のダイの形状寸法は異なる線形パラメータを有する。このことにより成型の第１段階においてはダイを相互配置する労力が必要となる。上方および下方の成型ダイの厳密な形状連結に失敗すると製品曲率の計算値を得ることは不可能である。

ブランク展開上の突起部および凹部のジグザグ線の作成を含む、曲線コルゲートコアの製造方法は既知である。よって頂点の角度は２αおよび２βに等しく、値は一定のジグザグ状コルゲートコアデザインパラメータに関連する。またさらに、マークアウトされた線（本願発明者による旧ソ連認証番号第１、７８５、１５４号、国際特許分類Ｂ３２Ｂ１５／００、ジグザグコルゲートコアを有する曲線サンドイッチパネルの製造方法、公示番号１６の４２、１９９２年１１月１６日）に沿ったブランクのさらなる折曲に関する。かかる方法は試作品とみなされる。

ここで示される方法の主な欠点は、曲線折曲構造体を製造できるのは、ジグザグクリンプの長手方向、たとえば円柱の直線母線の方向のみであるということである。しかしながら、たとえば航空機の胴体パネルの製造においてコア部は、クリンプの側方の方向を有する必要があり、かつパネルの内部凹部からの圧縮除去の要求に応えるものでなければならない。

本発明は、稜部平面上にせん断変形することにより平坦なブロック曲線折曲構造体の曲率を設けることを目的とするものであり、この目的は、圧縮中に応力をかけ稜部を結合させ曲率を形成し構造を引き延ばす際に所与の製品デザインパラメータを提供する曲率を構成することによりなされる。

本願明細書において請求された技術的成果は、曲線折曲構造体の製造品質の向上であり、このことは成型精度の向上ならびに技術的能力の広がりによるものである。

説明された技術的成果が実現されたのは、既知の曲線折曲構造体製造方法に、折曲線に沿って曲げられ３−Ｄの応力を緩和する構造体の形成する薄板ブランクが含まれているからである。これにはたとえば得られた曲線折曲構造体の平坦なブロック稜部のジグザグ結合を基にしたものなどがあり、かつこのブランクは稜部平面にかけられるせん断応力により弓状になされ、得られた曲線折曲構造体のデザインパラメータにより画定される曲径を設けるためである。かかる状態で固定されたブロックは内部応力を緩和するために曲線折曲構造体材料で熱処理されて、ブロックが所与のデザインパラメータに引き延ばされる。たとえばアラミド「ＮＯＭＩＸ」紙からの曲線折曲構造体の熱的処理は、１８０度から２１０度の再熱温度および２０分ないし３０分の減衰時間の条件下でなされる。

本願明細書出願人によって試みられた現状水準の技術の分析により、本発明と同一の特徴の組み合わせによるものを特徴とした類似の発明は存在せず、これにより、請求された技術的解決は特許性の「新規な」条件を満足させるものであることが判明した。

請求された技術的解決策の定義と同一の特徴を明らかにすることを目的として行なわれた所与の領域における解決策の検索結果により、本願明細書にて記載された特徴は、現状水準の技術の結果として生じたものではないことが判明した。さらに定義された現状水準の技術から、出願者らは説明した技術的成果の実現において特定の重要な特徴になんら影響を及ぼしていないことを判明するに至った。したがって、請求された技術は特許性の進歩性の条件を満足させるものである。

図１ないし図４において、１は突起部のジグザグ線の位置を示し、２は凹部のジグザグ線の位置を示し、３は鋸歯線の位置を示す。

本発明は以下の態様で実現される。

平坦な薄板ブランク（図３）は折曲線１、２、３に沿って折り曲げられ、このブランクは得られた折曲構造体の平坦なブロック（図４）の稜部と結合するために折り曲げられる。折曲構造体展開上の折曲線１、２、３の形状パラメータ：２Ｓ_ｄはジグザグ線とジグザグ線との間の段であり、Ｌ_ｄはこれらのジグザグ線間の距離であり、Ｖ_ｄはジグザグ線の幅である。これらは既製の折曲構造体（図１）のクリンプデザインパラメータ（図２）に関連する。Ｈはジグザグクリンプの高さであり、Ｖはジグザグ線の幅であり、２Ｓはジグザグ線とジグザグ線の間の段であり、２Ｌは鋸歯線と鋸歯線の間の段であり、それぞれ以下の関係式で表される。

ついで、得られた圧縮ブロックはせん断応力（Ｐｓ）を稜部平面（図５）にかけることでブロックを弓状にし、その側方部に

と等しい曲径を与える。ここで、Ｒｃは折曲構造体の曲径であり、ｔはブランク材料の厚さであり、２Ｓ、２Ｌ、Ｈは折曲構造体クリンプデザインパラメータである（上記を参照のこと）。

このような条件で固定されてブロックは、折曲構造体材料（たとえば「ノメックス」（ＮＯＭＥＸ）に関して再熱温度は１８０から２１０℃であり、減衰時間はマイナスである）において、内部応力を緩和するために熱的に処理され、与えられた曲線折曲構造体デザインパラメータに引き伸ばされる。

本願明細書にて請求された曲線折曲構造体のコア部製造方法は中距離用の大型旅客機に適用される航空機の胴体パネルを産業的に製造するために用いられてもよい。本願明細書にて請求された方法を基にした技術により旅客機の胴体部分を挟みこむパネルを産業的に製造するための費用を削減することができる。

図１ないし図５は本発明の要旨を示すものである。
曲線折曲構造体を示す一般的な図である。 図１を、尺度を上げて示した図である。（クリンプデザインパラメータ） 薄板素材上の折曲構造を示す展開図である。 稜部との結合のために圧縮された既製の曲線折曲構造体ブロックを示す。 圧縮ブロック側方部を弓状にした図を示す。

Claims (2)

1. 曲線折曲構造体を製造するための方法であって、
   折曲線に沿って薄板ブランクを折曲げ、３−Ｄの内部応力を緩和する構造体を形成するステップと、折曲構造体を得るために前記３−Ｄの内部応力を緩和する構造体の側方部の結合が完了するまで前記３−Ｄの内部応力を緩和する構造体を折り畳むステップと、せん断応力をかけることにより、得られた前記折曲構造体を弓状折曲構造体にするステップと、前記弓状折曲構造体の内部応力を緩和するために、前記弓状折曲構造体に熱的処理を施すステップと、前記熱的処理のステップ後に、前記弓状折曲構造体を引き延ばし、全体として曲率半径を持つ前記曲線折曲構造体を製造するステップから成る、曲線折曲構造体を製造するための方法。
2. 前記熱的処理を施すステップが、１８０度ないし２１０度の再熱温度範囲内および２０分ないし３０分の減衰時間範囲内で施される、請求項１に記載の曲線折曲構造体を製造するための方法。

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