JP7083602B2 - 燃料タンク用ダム - Google Patents

Description

この発明は、燃料タンク用ダムに関する。

航空機には、主翼などに燃料タンクが設けられている。燃料タンクは、スキン、ストリンガ及びリブ等の複数の構造部材により構成されている。このような燃料タンクは、リブにストリンガを挿通するための切り欠き部が形成されている場合がある。これらリブとストリンガとは、外部からの力によって相対的に変位することがある。そのため、リブとストリンガとの相対的な変位を許容しつつリブとストリンガとの隙間を塞ぐために、燃料タンク用ダムを用いている。

特許文献１には、航空機等の主翼に設けられた燃料タンクにおいて、一部に変形し易い弾性部材や複数の折り返し部を設けた燃料タンク用ダムを配置して、変形に追従してシール性の低下を抑制することが記載されている。

特開２０１５－５４５８１号公報

特許文献１に記載の燃料タンク用ダムは、複数の折り返し部を備えたいわゆるベローズを備えていることで、シーラント等を介してストリンガ等に固定されるベローズの端部付近においてシール性能が低下する可能性が有る。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、十分なシール性能を得ることができる燃料タンク用ダムを提供するものである。

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、燃料タンク用ダムは、燃料タンクの外板の内側面に固定された長手方向に延びる第一構造部品と、前記第一構造部品が挿通される切り欠き部を備えた第二構造部品と、の隙間を閉塞する燃料タンク用ダムである。燃料タンク用ダムは、第一部分と、第二部分と第三部分と、フランジ部とを備えている。第一部分は、前記第一構造部品に固定可能であり、第二部分は、前記第二構造部品に固定可能である。第三部分は、少なくとも一つの折り返し部を具備したベローズを有し、前記第一部分と前記第二部分との間に配置されている。フランジ部は、少なくとも前記第三部分の縁部から前記外板に沿うように延びて、前記外板の内側面に固定可能である。フランジ部は、前記第一部分の縁部から前記外板に沿うように延びて、前記外板の前記内側面に固定可能な第一フランジ部と、前記第二部分の縁部から前記外板に沿うように延びて、前記外板の前記内側面に固定可能な第二フランジ部と、前記第三部分の縁部から前記外板に沿うように延びて、前記外板の前記内側面に固定可能な第三フランジ部と、を有し、前記第一部分の縁部と前記第三部分の縁部と前記第二部分の縁部とに渡るように形成されたフランジ部と、を備えている。前記第三フランジ部の端縁は、前記第一構造部品の長手方向に延びる前記第一フランジ部の端縁の延長線上に配置されるとともに前記第二フランジ部の端縁に凹状の曲線部を介してつながる前記長手方向に延びる直線状に形成されている。
このように構成することで、第三部分の内、外板に隣接して配置され変形が殆んど生じない縁部を、フランジ部を介して外板に固定することができる。そのため、第三部分と外板との間のシール性を高めることができる。その一方で、第三部分のうち外板から離れた位置においては、ベローズが変形することによって第一部分と第二部分との相対変位に追従することができる。したがって、第一構造部品と第二構造部品との相対変位を許容しつつ、十分なシール性能を得ることができる。
さらに、第一部分と外板との間、及び第三部分と外板との間の両方を一続きのフランジ部によって同時にシールすることができる。また、第一部分と第三部分とを安定的に外板に固定できる。
また、第一部分、第二部分、及び第三部分と外板との間を、一続きのフランジ部によって同時にシールすることができる。また、第一部分と第二部分と第三部分とを安定的に外板に固定できる。

この発明の第二態様によれば、第一態様に係るベローズは、前記第一部分及び前記第二部分よりも肉薄に形成されていてもよい。
このように構成することで、第一構造部品と第二構造部品とが相対変位した場合に、第一部分や第二部分よりも先にベローズを変形させることができる。したがって、第一部分や第二部分に意図しない変形が生じてシール性能が低下することを抑制できる。

この発明の第三態様によれば、第一又は第二態様に係るフランジ部は、ベローズの肉厚よりも幅広に形成されていてもよい。
このように構成することで、必要十分なシール性能を確保することができる。

この発明の第四態様によれば、第一又は第二態様に係るフランジ部は、前記ベローズの深さよりも幅広に形成されていてもよい。
このように構成することで、ベローズの縁部において第三部分と外板とを安定的に固定することができる。したがって、信頼性を向上することができる。

この発明の第五態様によれば、第一から第四態様の何れか一つの態様に係るフランジ部は、前記外板の内側面に沿う平面を備えていてもよい。
このように構成することで、フランジ部を容易に形成することができる。また、例えば、フランジ部を外板に対してシーラント等を介して固定する際に、容易に固定作業を行うことができる。

この発明の第六態様によれば、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る燃料タンク用ダムにおいて、前記第一構造部品の長手方向で、前記第一部分は前記第三部分よりも長くてもよい。
このように構成することで、燃料タンク用ダムが大型化することを抑制しつつ、第一部分を第一構造部品に対して安定的に固定することができる。

上記燃料タンク用ダムによれば、十分なシール性能を得ることができる。

この発明の実施形態における主翼の概略構成を示す斜視図である。 この発明の実施形態における主翼のストリンガ周辺を拡大した断面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 この発明の実施形態における燃料用ダムの斜視図である。 この発明の実施形態における燃料用ダムを第一部分側から見た正面図である。 図５のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 この発明の実施形態における燃料用ダムの側面図である。

次に、この発明の実施形態における燃料タンク用ダムを図面に基づき説明する。
図１は、この発明の実施形態における主翼の概略構成を示す斜視図である。図２は、この発明の実施形態における主翼のストリンガ周辺を拡大した断面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図１から図３に示すように、主翼７０は、スキン（外板）１と、ストリンガ（第一構造部品）２と、リブ（第二構造部品）３と、を備えている。なお、図１において、ストリンガ２の図示を省略している。

スキン１は、主翼７０の外形を規定する板材である。このスキン１によって囲まれた主翼７０の内部には、燃料タンク６１が設けられている。
ストリンガ２は、主翼７０の長手方向ＤＬ（図１参照）に延びる強度部材である。図２、図３に示すように、ストリンガ２は、スキン１の内側面４に固定されている。この実施形態で例示するストリンガ２は、図２に示すように、スキン１から離れるにつれて幅が減少する中空の台形状の断面を有した筒状に形成されている。なお、ストリンガ２の形状はこの実施形態で例示する形状に限られない。

図１に示すように、リブ３は、主翼７０の内部に設けられている。リブ３は、例えば、ストリンガ２と交差する方向に広がる薄板状に形成されている。リブ３は、主翼７０の内部を、例えば、主翼７０の長手方向ＤＬに仕切っている。このようにリブ３によって主翼７０の内部が仕切られることで、複数の燃料タンク６１Ａ，６１Ｂが形成されている。

図２、図３に示すように、リブ３は、そのスキン１と接合される端縁５の一部に切り欠き部６を備えている。この切り欠き部６は、リブ３の端縁５からリブ３の中央部に向けて凹状に形成されている。この切り欠き部６は、ストリンガ２を、主翼７０の長手方向ＤＬに挿通可能に形成されている。この切り欠き部６によって、リブ３とストリンガ２とは、直接接触しないようになっている。

図４は、この発明の実施形態における燃料用ダムの斜視図である。図５は、この発明の実施形態における燃料用ダムを第一部分側から見た正面図である。図６は、図５のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。図７は、この発明の実施形態における燃料用ダムの側面図である。
上述したリブ３とストリンガ２との隙間Ｇは、燃料タンク用ダム１０によって閉塞されている。
図４、図５に示すように、燃料タンク用ダム１０は、第一部分１１と、第二部分１２と、第三部分１３と、フランジ部１４と、を備えている。
第一部分１１は、ストリンガ２に固定される部分である。この第一部分１１は、ストリンガ２を外側から覆う断面Ｕ字状に形成されている。第一部分１１は、その内側面１１Ａが、例えば、シーラント（図示せず）を介してストリンガ２に接着等により固定される。

第二部分１２は、リブ３に固定される部分である。この第二部分１２は、第一部分１１と交差する方向に広がる板状に形成されている。言い換えれば、第二部分１２は、リブ３に沿う板状に形成されている。この第二部分１２は、長手方向ＤＬで第一部分１１とは反対側を向く面１２Ａ(図６、図７参照)が、例えば、シーラントを介して、リブ３に接着等により固定される。この実施形態で例示する第二部分１２の外縁１２Ｂには、外側に向かって凸となる曲線部Ｃが形成される場合を例示しているが、第二部分１２の外縁１２Ｂの形状は、この形状に限られない。

図６に示すように、この実施形態で例示する第一部分１１の厚さ寸法Ｔ１は、第二部分１２の厚さ寸法Ｔ２よりも僅かに薄く形成されている。しかし、第二部分１２と第一部分１１とを同一厚さとしたり、第一部分１１を第二部分１２よりも厚く形成したりするようにしても良い。

第三部分１３は、第一部分１１と第二部分１２との間に配置されている。これら第一部分１１と第二部分１２と第三部分１３とは、同一部材により連続するように一体成形されている。この第三部分１３を介して第一部分１１と第二部分１２とが繋がっている。これら第一部分１１と第二部分１２と第三部分１３とは、例えば、合成樹脂等により形成することができる。

第三部分１３は、複数の折り返し部１６からなるベローズ１５を有している。この実施形態におけるベローズ１５は、二つの折り返し部１６を備えている。これら折り返し部１６は、それぞれ第一部分１１の厚さ方向で、外側に向かって突出するように形成されている。折り返し部１６は、その稜線が、ストリンガ２の延びる長手方向ＤＬと交差する方向に連続するように延びている。つまり、折り返し部１６は、それぞれストリンガ２をＵ字状に覆うように連続して形成されている。

ここで、第三部分１３は、主翼７０の変形に伴うストリンガ２とリブ３との相対変位に応じた第一部分１１及び第二部分１２の相対変位を弾性変形することで許容する。上述したベローズ１５は、第一部分１１及び第二部分１２よりも肉薄すなわち厚さが薄く形成され、第一部分１１及び第二部分１２よりも弾性変形し易くなっている。より具体的には、ベローズ１５の厚さ寸法Ｔ３は、その全体が、第一部分１１のうち最も薄い部分の厚さ寸法Ｔ１や、及び第二部分１２のうち最も薄い部分の厚さ寸法Ｔ２よりも薄くなっている。なお、この実施形態におけるベローズ１５の厚さは均一の場合を例示しているが、第一部分１１及び第二部分１２よりも薄い範囲内であれば均一でなくても良い。

また、この実施形態で例示する第三部分１３の長さＬ３は、ストリンガ２の延びる長手方向ＤＬで、第一部分１１の長さＬ１よりも短く形成されている。言い換えれば、第一部分１１は、長手方向ＤＬで、第三部分１３よりも長く形成されている。

図７に示すように、フランジ部１４は、スキン１に沿うように延びてスキン１の内側面４に、例えば、シーラント等を介して固定される。フランジ部１４は、それぞれ連続する第一フランジ部１４Ａと、第二フランジ部１４Ｂと、第三フランジ部１４Ｃと、を備えている。この実施形態で例示する第一フランジ部１４Ａ、第二フランジ部１４Ｂ、及び第三フランジ部１４Ｃは、それぞれ連続する厚さが均等な平板状に形成され、スキン１の内側面４に沿う平面をそれぞれ有している。

図４、図５に示すように、第一フランジ部１４Ａは、断面Ｕ字状の第一部分１１のスキン１に近い側に位置する二つの縁部１８から互いに外側（言い換えれば、離間する側）に向かって延びている。第一フランジ部１４Ａは、その第一部分１１から遠い側の端縁１９が、長手方向ＤＬに延びる第一部分１１の縁部１８と平行な直線状に形成されている。この実施形態における第一フランジ部１４Ａは、長手方向ＤＬに長い帯状に形成されている。この第一フランジ部１４Ａの幅Ｗ１は、長手方向ＤＬにおける第一部分１１の長さＬ１よりも小さくなるように形成されている。また、この実施形態で例示する第一フランジ部１４Ａの幅Ｗ１は、ベローズ１５の折り返し部１６の深さ寸法Ｄ３（図７参照）よりも大きくなるように形成されている。

第二フランジ部１４Ｂは、第二部分１２のスキン１に近い側の縁部２０から、長手方向ＤＬで第一部分１１が配置される側に向かってに延びている。第二フランジ部１４Ｂは、その第二部分１２から遠い側の端縁２１が、ベローズ１５から離間するにつれて第二部分１２に近づくように傾斜している。つまり、この第二フランジ部１４Ｂは、第二部分１２の外縁１２Ｂに近づくにつれて漸次その幅Ｗ２が狭くなるように先細り状に形成されている。

第三フランジ部１４Ｃは、断面Ｕ字状に形成された第三部分１３のスキン１に近い側に位置する二つの縁部２２から互いに外側（言い換えれば、互いに離間する側）に向かって延びている。第三フランジ部１４Ｃの幅Ｗ３は、ベローズ１５の厚さ寸法Ｔ３（図６参照）よりも大きくなっている。この実施形態における第三フランジ部１４Ｃは、ベローズ１５を構成する複数の折り返し部１６のうち、最も深さが大きい折り返し部１６の深さ寸法Ｄ３（図６参照）よりも幅広に形成されている。ベローズ１５は、第三フランジ部１４Ｃが形成されることで、この第三フランジ部１４Ｃの近傍における弾性変形が阻害され、第三フランジ部１４Ｃから遠い部分よりも弾性変形し難くなっている。

第三フランジ部１４Ｃには、ベローズ１５の複数の折り返し部１６の内側に形成される凹溝２５と連通する複数の凹部２６が形成されている。凹溝２５の断面形状と凹部２６とは同一形状とされている。つまり、折り返し部１６の内側に形成された凹溝２５は、凹溝２５の延びる方向で第三フランジ部１４Ｃによって遮られることなく第三フランジ部１４Ｃよりも上方の空間と連通している。

この実施形態における第三フランジ部１４Ｃは、そのベローズ１５から遠い側の端縁２３が直線状に形成されている。より具体的には、第三フランジ部１４Ｃの端縁２３は、長手方向ＤＬに延びる直線状に形成されている。また、この第三フランジ部１４Ｃの端縁２３は、上述した第一フランジ部１４Ａの端縁１９と連続して形成されている。言い換えれば、第三フランジ部１４Ｃの端縁２３は、直線状に形成された第一フランジ部１４Ａの端縁１９の延長線上に配置されている。そして、この実施形態における第三フランジ部１４Ｃの端縁２３と第二フランジ部１４Ｂの端縁２１とは、凹状の曲線部２４を介してつながっている。つまり、フランジ部１４は、第一部分１１の縁部１８と第二部分１２の縁部２０とに渡るように形成されている。さらに、フランジ部１４は、第二部分１２の縁部２０と第三部分１３の縁部２２とに渡るように形成されている。

したがって、上述した実施形態によれば、第三部分１３の内、スキン１に隣接して配置され変形が殆んど生じない縁部２２を、フランジ部１４を介してスキン１に固定して、第三部分１３とスキン１との間のシール性を高めることができる。その一方で、第三部分１３のうちスキン１から離れた位置においては、ベローズ１５が変形することによって第一部分１１と第二部分１２との相対変位に追従することができる。したがって、ストリンガ２とリブ３との相対変位を許容しつつ、十分なシール性能を得ることができる。

また、第一部分１１及び第二部分１２よりもベローズ１５が肉薄に形成されていることで、ストリンガ２とリブ３とが相対変位した場合に、第一部分１１や第二部分１２よりも先にベローズ１５を変形させることができる。その結果、意図しない変形が生じてシール性能が低下することを抑制できる。

さらに、ベローズ１５の肉厚よりも幅広にフランジ部１４が形成されていることで、ベローズ１５が形成された第三部分１３の縁部２２において第三部分１３とスキン１とを安定的に固定することができる。その結果、信頼性を向上することができる。
また、ベローズ１５の深さ寸法Ｄ３よりもフランジ部１４が幅広に形成されていることで、必要十分なシール性能を確保することができる。

さらに、第一部分１１の縁部１８と第三部分１３の縁部２２とに渡るようにフランジ部１４が形成されていることで、第一部分１１とスキン１との間、及び第三部分１３とスキン１との間の両方を一続きのフランジ部１４によって同時にシールすることができる。また、第一部分１１と第三部分１３とを安定的にスキン１に固定できる。
また、第三部分１３の縁部２２と第二部分１２の縁部２０とに渡るようにフランジ部１４が形成されていることで、第一部分１１、第二部分１２、及び第三部分１３とスキン１との間を、一続きのフランジ部１４によって同時にシールすることができる。また、第一部分１１、第二部分１２及び第三部分１３を安定的にスキン１に固定できる。

さらに、フランジ部１４が、スキン１の内側面４に沿う平面を備えていることで、フランジ部１４を容易に形成することができる。また、例えば、スキン１に対してシーラント等を介してフランジ部１４を固定する際に、容易に固定作業を行うことができる。

この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、フランジ部１４が平面を有する場合について説明したが、例えば、スキン１の内側面４に応じた曲面を有していても良い。

また、上述した実施形態では、第一フランジ部１４Ａ、第二フランジ部１４Ｂ及び第三フランジが途切れずに連続する一続きに形成される場合について説明した。しかし、第一フランジ部１４Ａ、第二フランジ部１４Ｂ及び、第三フランジ部１４Ｃの間に微小な隙間等が形成されて分割されていても良い。

さらに、上述した実施形態では、折り返し部１６を曲面でつなぐ場合を例示した。しかし折り返し部１６は、山折りと谷折りとが、それぞれ連続する形状であればよく、上述した形状に限られない。
また、折り返し部１６が二つ設けられる場合について説明したが、折り返し部１６を一つだけ設けたり、三つ以上設けたりしても良い。

さらに、上述した実施形態では、第三フランジ部１４Ｃが折り返し部１６の深さ寸法Ｄ３よりも幅広に形成される場合を例示したが、第三部分１３の縁部２２の少なくとも一部にベローズ１５の厚さよりも幅広な平面が形成されていれば、上記第三フランジ部１４Ｃの幅Ｗ３に限られない。

また、上述した実施形態では、ストリンガ２の延びる長手方向ＤＬで、第一部分１１が第三部分１３よりも長く形成される場合について説明したが、第一部分１１の長さＬ１は、例えば、第三部分１３の折り返し部１６が多数形成される場合等においては、第三部分１３の長さＬ３と同一又は第三部分１３の長さＬ３よりも短く形成するようにしても良い。

また、上述した実施形態では、ストリンガ２が断面台形状に形成されている場合を例示した。しかし、ストリンガ２の断面形状は台形に限られない。例えば、Ｉ断面やＨ断面等であっても良い。このようにストリンガ２が台形ではない場合、例えば、上述した実施形態の燃料タンク用ダム１０と、ストリンガ２との間にスペーサ等を設けるようにすれば良い。

さらに、上述した実施形態では、フランジ部１４が上方に配置されるスキン１の内側面４に固定される場合について説明したが、燃料タンク用ダム１０を隙間Ｇに取り付ける向きは、上記の向きに限られない。

さらに、第一フランジ部１４Ａの幅Ｗ１の大きさは、上述した実施形態の大きさに限られない。
また、上述した実施形態では、燃料タンク６１が主翼７０に設けられる場合について説明した。しかし、燃料タンク６１は、主翼７０に設けられるものに限られない。

１ スキン（外板）
２ ストリンガ
３ リブ
４ 内側面
５ 端縁
６ 切り欠き部
１０ 燃料タンク用ダム
１１ 第一部分
１１Ａ 内側面
１２ 第二部分
１２Ａ 面
１２Ｂ 外縁
１３ 第三部分
１４ フランジ部
１５ ベローズ
１６ 折り返し部
１８ 縁部
１９ 端縁
２０ 縁部
２１ 端縁
２２ 縁部
２３ 端縁
２４ 曲線部
２５ 凹溝
２６ 凹部
６１ 燃料タンク
７０ 主翼
Ｃ 曲線部

Claims (6)

1. 燃料タンクの外板の内側面に固定された長手方向に延びる第一構造部品と、
   前記第一構造部品が挿通される切り欠き部を備えた第二構造部品と、の隙間を閉塞する燃料タンク用ダムであって、
   前記第一構造部品に固定可能な第一部分と、
   前記第二構造部品に固定可能な第二部分と、
   少なくとも一つの折り返し部を具備したベローズを有し、前記第一部分と前記第二部分との間に配置された第三部分と、
   前記第一部分の縁部から前記外板に沿うように延びて、前記外板の前記内側面に固定可能な第一フランジ部と、前記第二部分の縁部から前記外板に沿うように延びて、前記外板の前記内側面に固定可能な第二フランジ部と、前記第三部分の縁部から前記外板に沿うように延びて、前記外板の前記内側面に固定可能な第三フランジ部と、を有し、前記第一部分の縁部と前記第三部分の縁部と前記第二部分の縁部とに渡るように形成されたフランジ部と、を備え、
   前記第三フランジ部の端縁は、前記第一構造部品の長手方向に延びる前記第一フランジ部の端縁の延長線上に配置されるとともに前記第二フランジ部の端縁に凹状の曲線部を介してつながる前記長手方向に延びる直線状に形成されている燃料タンク用ダム。
2. 前記ベローズは、前記第一部分及び前記第二部分よりも肉薄に形成されている請求項１に記載の燃料タンク用ダム。
3. 前記フランジ部は、前記ベローズの肉厚よりも幅広に形成されている請求項１又は２に記載の燃料タンク用ダム。
4. 前記フランジ部は、前記ベローズの深さよりも幅広に形成されている請求項１又は２に記載の燃料タンク用ダム。
5. 前記フランジ部は、前記外板の前記内側面に沿う平面を備える請求項１から４の何れか一項に記載の燃料タンク用ダム。
6. 前記第一構造部品の前記長手方向で、前記第一部分は前記第三部分よりも長い請求項１から５の何れか一項に記載の燃料タンク用ダム。

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