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JP2015127121A - Isogrid panel structure and method of manufacturing the same - Google Patents

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JP2015127121A JP2013273198A JP2013273198A JP2015127121A JP 2015127121 A JP2015127121 A JP 2015127121A JP 2013273198 A JP2013273198 A JP 2013273198A JP 2013273198 A JP2013273198 A JP 2013273198A JP 2015127121 A JP2015127121 A JP 2015127121A
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panel structure
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isogrid
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野中　吉紀
Yoshinori Nonaka
吉紀 野中
俊二 森近
Shunji Morichika
俊二 森近
阿部　俊夫
Toshio Abe
俊夫 阿部
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture at a low cost, an isogrid panel structure formed by reinforcing an outside plate with ribs.SOLUTION: A method of manufacturing an isogrid panel structure comprises: a step S1 of cutting a tube 11 into a plurality of tubes 12-1 through 12-n; and a step S2 of bonding the plurality of tubes 12-1 through 12-n to an outside plate 14 such that ribs reinforcing the outside plate 14 are formed from the plurality of tubes 12-1 through 12-n. By means of the above method of manufacturing the isogrid panel structure, the isogrid panel structure formed by reinforcing the outside plate 14 with the ribs can be manufactured at a low cost by forming the ribs reinforcing the outside plate 14 from the plurality of tubes 12-1 through 12-n.

Description

本発明は、アイソグリッドパネル構造体およびアイソグリッドパネル構造体製造方法に関し、特に、繊維強化樹脂から形成されるアイソグリッドパネル構造体およびアイソグリッドパネル構造体製造方法に関する。   The present invention relates to an isogrid panel structure and an isogrid panel structure manufacturing method, and more particularly to an isogrid panel structure and an isogrid panel structure manufacturing method formed from a fiber reinforced resin.

航空機やロケット等の製品は、軽量であることが要求され、外板を薄くすることが望まれ、外板に炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ、Ｃａｒｂｏｎ−Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ）に例示される複合材を適用することが望まれている（特許文献１参照。）。   Products such as aircraft and rockets are required to be lightweight, and it is desired to make the outer plate thin. A composite material exemplified by carbon fiber reinforced resin (CFRP) is used for the outer plate. Application is desired (see Patent Document 1).

特開平９−１６８１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-1681

航空機やロケット等の製品の外板は、さらに、座屈を防止する必要がある。座屈を防止する構造として、外板に格子状の小骨（リブ）が設けられたアイソグリッド構造が知られている。炭素繊維強化樹脂を用いて形成されたアイソグリッドパネル構造体は、金属を用いて形成されたアイソグリッドパネル構造体に比較して、成形にコストを要する。繊維強化樹脂から形成されるアイソグリッドパネル構造体を低コストで作製することが望まれている。   Further, it is necessary to prevent buckling of the outer plates of products such as aircraft and rockets. As a structure for preventing buckling, an isogrid structure in which lattice-shaped small bones (ribs) are provided on an outer plate is known. An isogrid panel structure formed using a carbon fiber reinforced resin requires a cost compared to an isogrid panel structure formed using a metal. It is desired to produce an isogrid panel structure formed from a fiber reinforced resin at a low cost.

本発明の課題は、低コストで作製されるアイソグリッドパネル構造体およびアイソグリッドパネル構造体製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an isogrid panel structure and a method for manufacturing the isogrid panel structure manufactured at low cost.

本発明によるアイソグリッドパネル構造体は、繊維強化樹脂から形成される複数の管が互いに接合されることにより形成されるリブと、繊維強化樹脂から形成される外板とを備えている。このとき、前記リブは、前記複数の管の各々の一端が前記外板により塞がれるように、前記外板に接合される。
このようなアイソグリッドパネル構造体は、外板を補強するリブが複数の管から形成されることにより、容易に作製されることができる。 The isogrid panel structure according to the present invention includes a rib formed by joining a plurality of tubes formed of fiber reinforced resin to each other, and an outer plate formed of fiber reinforced resin. At this time, the rib is joined to the outer plate such that one end of each of the plurality of tubes is closed by the outer plate.
Such an isogrid panel structure can be easily manufactured by forming ribs that reinforce the outer plate from a plurality of tubes.

本発明によるアイソグリッドパネル構造体は、前記複数の管を互いに接着する接着剤をさらに備えている。
このようなアイソグリッドパネル構造体は、接着剤を用いて複数の管が互いに接着されることにより、外板を補強するリブが容易に作製されることができ、容易に作製されることができる。 The isogrid panel structure according to the present invention further includes an adhesive that adheres the plurality of tubes to each other.
In such an isogrid panel structure, a plurality of tubes are bonded to each other using an adhesive, whereby ribs that reinforce the outer plate can be easily manufactured and can be easily manufactured. .

本発明によるアイソグリッドパネル構造体は、前記複数の管が接合される接合領域に沿って配置される強化部材をさらに備えている。
このようなアイソグリッドパネル構造体は、強化部材が沿う直線の方向の曲げ剛性を向上させることができる。 The isogrid panel structure according to the present invention further includes a reinforcing member disposed along a joining region where the plurality of tubes are joined.
Such an isogrid panel structure can improve the bending rigidity in the direction of the straight line along which the reinforcing member is aligned.

前記複数の管が形成される材料は、前記外板が形成される材料と異なっている。
このようなアイソグリッドパネル構造体は、リブと外板とが異なる材料から形成されることにより、リブと外板とが同一の材料から形成される他のアイソグリッドパネル構造体に比較して、適切な属性（強度・曲げ剛性・減衰性）を有するように形成されることができる。 The material from which the plurality of tubes are formed is different from the material from which the outer plate is formed.
In such an isogrid panel structure, the rib and the outer plate are formed from different materials, so that the rib and the outer plate are formed from the same material as compared to other isogrid panel structures. It can be formed to have appropriate attributes (strength, bending stiffness, damping).

前記複数の管は、アラミド系繊維を含むアラミド系繊維強化樹脂から形成され、前記外板は、炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂から形成されている。
このようなアイソグリッドパネル構造体は、航空機の翼に好適である属性（強度・曲げ剛性・減衰性）を有している。 The plurality of tubes are formed of an aramid fiber reinforced resin including an aramid fiber, and the outer plate is formed of a carbon fiber reinforced resin including a carbon fiber.
Such an isogrid panel structure has attributes (strength, bending rigidity, and damping properties) suitable for aircraft wings.

前記複数の管は、前記複数の管のうちの隣り合う２つの管が接合される接合面に沿う平面が、前記複数の管のうちの前記２つの管と異なる他の管に重なるように、配置されている。   The plurality of tubes are arranged such that a plane along a joint surface where two adjacent tubes of the plurality of tubes are joined overlaps another tube different from the two tubes of the plurality of tubes. Has been placed.

前記複数の管は、複数の小管と、複数の大管とを含んでいる。このとき、前記複数の大管のうちの任意の大管の断面積は、前記複数の小管のうちの任意の小管の断面積より大きい。
このようなアイソグリッドパネル構造体は、リブを形成する複数の管が複数の小管と複数の大管とを含むことにより、外板が平坦でない場合でも、外板に複数の管を適切に敷き詰めることができ、適切な属性を有するように低コストで作製されることができる。 The plurality of tubes include a plurality of small tubes and a plurality of large tubes. At this time, a cross-sectional area of an arbitrary large pipe among the plurality of large pipes is larger than a cross-sectional area of an arbitrary small pipe among the plurality of small pipes.
In such an isogrid panel structure, the plurality of tubes forming the rib include a plurality of small tubes and a plurality of large tubes, so that even when the outer plate is not flat, the plurality of tubes are appropriately spread on the outer plate. Can be made at low cost to have the appropriate attributes.

本発明による航空機は、本発明によるアイソグリッドパネル構造体から形成される翼を備えている。このとき、前記強化部材は、前記翼の翼長方向に平行である直線に沿って配置されている。
このような航空機は、翼の翼長方向の引張強度が高く、好ましい。 An aircraft according to the invention comprises a wing formed from an isogrid panel structure according to the invention. At this time, the reinforcing member is disposed along a straight line parallel to the blade length direction of the blade.
Such an aircraft is preferable because of its high tensile strength in the wing length direction of the wing.

本発明によるアイソグリッドパネル構造体製造方法は、管を複数の管に切断すること、外板を補強するリブが前記複数の管から形成されるように、前記複数の管を前記外板に接合することとを備えている。
このようなアイソグリッドパネル構造体製造方法よれば、外板を補強するリブを複数の管から形成することにより、外板がリブにより補強されることにより形成されるアイソグリッドパネル構造体を低コストで作製することができる。 The method of manufacturing an isogrid panel structure according to the present invention includes cutting a tube into a plurality of tubes and joining the plurality of tubes to the outer plate so that ribs that reinforce the outer plate are formed from the plurality of tubes. To do.
According to such a method for manufacturing an isogrid panel structure, the ribs that reinforce the outer plate are formed from a plurality of pipes, thereby reducing the cost of the isogrid panel structure formed by the outer plate being reinforced by the ribs. Can be produced.

本発明によるアイソグリッドパネル構造体製造方法は、フィラメントワインディングにより前記管を作製することをさらに備えている。
フィラメントワインディングにより作製された管は、モールディングにより作製する管に比較して、位置による強度のむらが少ない。このため、このようなアイソグリッドパネル構造体製造方法よれば、複数の管が一様の強度を有するように作製することができ、強度が適切であるアイソグリッドパネル構造体を低コストで作製することができる。 The method for manufacturing an isogrid panel structure according to the present invention further includes producing the tube by filament winding.
A tube made by filament winding has less unevenness in strength depending on the position than a tube made by molding. Therefore, according to such an isogrid panel structure manufacturing method, a plurality of tubes can be manufactured to have a uniform strength, and an isogrid panel structure having an appropriate strength can be manufactured at low cost. be able to.

前記管は、繊維に樹脂が含浸された半硬化体から形成されている。このとき、前記複数の管は、加熱されることにより、互いに接合される。
このようなアイソグリッドパネル構造体製造方法よれば、別途に接着剤を利用することなく、外板がリブにより補強されることにより形成されるアイソグリッドパネル構造体を低コストで作製することができる。 The tube is formed of a semi-cured body in which a fiber is impregnated with a resin. At this time, the plurality of tubes are joined to each other by being heated.
According to such an isogrid panel structure manufacturing method, an isogrid panel structure formed by reinforcing the outer plate with ribs can be produced at low cost without using an adhesive separately. .

本発明によるアイソグリッドパネル構造体およびアイソグリッドパネル構造体製造方法は、外板を補強するリブが複数の管から形成されることにより、製造コストを低減することができる。   In the isogrid panel structure and the isogrid panel structure manufacturing method according to the present invention, the manufacturing cost can be reduced by forming ribs that reinforce the outer plate from a plurality of tubes.

アイソグリッドパネル構造体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an iso grid panel structure. アイソグリッドパネル構造体のリブを示す平面図である。It is a top view which shows the rib of an iso grid panel structure body. アイソグリッドパネル構造体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an iso grid panel structure. アイソグリッドパネル構造体製造方法を示す図である。It is a figure which shows an isogrid panel structure manufacturing method. 他のアイソグリッドパネル構造体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another isogrid panel structure. 他のアイソグリッドパネル構造体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another isogrid panel structure. さらに他のアイソグリッドパネル構造体を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another iso grid panel structure body. さらに他のアイソグリッドパネル構造体のリブを示す平面図である。It is a top view which shows the rib of another iso grid panel structure body.

図面を参照して、アイソグリッドパネル構造体の実施の形態が以下に記載される。そのアイソグリッドパネル構造体１は、図１に示されているように、外板２とリブ３とを備えている。外板２は、炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂から形成される平坦な板に形成されている。リブ３は、外板２の一方の面に接合されている。   An embodiment of an isogrid panel structure is described below with reference to the drawings. The isogrid panel structure 1 includes an outer plate 2 and ribs 3 as shown in FIG. The outer plate 2 is formed as a flat plate formed from a carbon fiber reinforced resin containing carbon fibers. The rib 3 is joined to one surface of the outer plate 2.

リブ３は、図２に示されるように、複数の管５−１〜５−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）と接着剤６とを備えている。複数の管５−１〜５−ｎは、それぞれ、アラミド系繊維を含むアラミド系繊維強化樹脂から形成され、互いに合同である。複数の管５−１〜５−ｎの任意の管５−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）は、断面形状が概ね正方形である管状に形成され、概ね平坦である４つの外側面が形成されている。複数の管５−１〜５−ｎは、格子状に配置され、すなわち、管５−ｉの外側面が他の管５−ｊの外側面に対向するように、配置されている。   As shown in FIG. 2, the rib 3 includes a plurality of pipes 5-1 to 5 -n (n = 2, 3, 4,...) And an adhesive 6. The plurality of tubes 5-1 to 5-n are each formed of an aramid fiber reinforced resin including an aramid fiber and are congruent with each other. Arbitrary pipes 5-i (i = 1, 2, 3,..., N) of the plurality of pipes 5-1 to 5-n are formed into a tubular shape having a substantially square cross-section, and are substantially flat. An outer surface is formed. The plurality of tubes 5-1 to 5-n are arranged in a lattice shape, that is, arranged such that the outer surface of the tube 5-i faces the outer surface of the other tube 5-j.

接着剤６は、熱可塑性樹脂から形成されている。接着剤６は、複数の管５−１〜５−ｎの間に挟まれた空間に充填され、複数の管５−１〜５−ｎを互いに接着している。   The adhesive 6 is formed from a thermoplastic resin. The adhesive 6 is filled in a space sandwiched between the plurality of tubes 5-1 to 5-n, and bonds the plurality of tubes 5-1 to 5-n to each other.

複数の管５−１〜５−ｎは、さらに、図３に示されるように、管５−ｉの内部に形成された流路の一端が外板２の一方の面により閉鎖されるように、接着剤６を介して外板２に接着されている。複数の管５−１〜５−ｎは、さらに、各管５−ｉにより形成される流路の方向が外板２の表面に垂直になるように、外板２に接合されている。このため、リブ３は、外板２の表面に垂直である複数の平面にそれぞれ沿う複数の板状部材から形成される。その結果、アイソグリッドパネル構造体１は、所謂アイソグリッドパネル構造に形成される。   Further, as shown in FIG. 3, the plurality of tubes 5-1 to 5-n are configured so that one end of the flow path formed inside the tube 5-i is closed by one surface of the outer plate 2. It is bonded to the outer plate 2 via an adhesive 6. The plurality of tubes 5-1 to 5-n are further joined to the outer plate 2 so that the direction of the flow path formed by each tube 5-i is perpendicular to the surface of the outer plate 2. For this reason, the rib 3 is formed from a plurality of plate-like members respectively along a plurality of planes perpendicular to the surface of the outer plate 2. As a result, the isogrid panel structure 1 is formed in a so-called isogrid panel structure.

アイソグリッドパネル構造体１は、このように外板２にリブ３が接合されることにより、所定の強度を有するように、所定の曲げ剛性を有するように形成される。炭素繊維で強化された炭素繊維強化樹脂は、アラミド系繊維で強化されたアラミド系繊維強化樹脂に比較して、強度がより高く、曲げ剛性がより高い。アラミド系繊維強化樹脂は、炭素繊維強化樹脂に比較して、振動減衰性がより高い。このため、アイソグリッドパネル構造体１は、所定の強度・曲げ剛性を有し、所定の振動減衰性を有している。アイソグリッドパネル構造体１は、所定の強度・曲げ剛性と所定の振動減衰性とを有していることにより、航空機の胴体の外板に好適であり、航空機の翼の外板に好適である。   The isogrid panel structure 1 is formed to have a predetermined bending rigidity so as to have a predetermined strength by bonding the ribs 3 to the outer plate 2 in this way. The carbon fiber reinforced resin reinforced with carbon fibers has higher strength and higher bending rigidity than the aramid fiber reinforced resin reinforced with aramid fibers. The aramid fiber reinforced resin has higher vibration damping properties than the carbon fiber reinforced resin. For this reason, the isogrid panel structure 1 has predetermined strength and bending rigidity, and has predetermined vibration damping properties. The isogrid panel structure 1 has a predetermined strength / bending rigidity and a predetermined vibration damping property, so that it is suitable for an outer panel of an aircraft fuselage and suitable for an outer panel of an aircraft wing. .

アイソグリッドパネル構造体製造方法の実施の形態は、アイソグリッドパネル構造体１を作製する方法である。アイソグリッドパネル構造体製造方法では、図４に示されるように、まず、断面が概ね正方形である管１１が準備される。管１１は、アラミド系繊維で強化されたアラミド系繊維強化樹脂から形成され、フィラメントワインディングにより作製される。すなわち、管１１は、柱体に形成された型の側面に巻き付けられたアラミド系繊維に含浸させた樹脂を硬化させることにより作製される。管１１は、所定の長さごとに切断され、互いに合同である複数の管１２−１〜１２−ｎに分割される（ステップＳ１）。   The embodiment of the method for manufacturing the isogrid panel structure is a method for producing the isogrid panel structure 1. In the isogrid panel structure manufacturing method, as shown in FIG. 4, first, a tube 11 having a substantially square cross section is prepared. The tube 11 is formed from an aramid fiber reinforced resin reinforced with an aramid fiber and is manufactured by filament winding. That is, the tube 11 is produced by curing a resin impregnated in an aramid fiber wound around a side surface of a mold formed in a column. The pipe | tube 11 is cut | disconnected for every predetermined length, and is divided | segmented into the some pipes 12-1 to 12-n which are mutually congruent (step S1).

外板１４がさらに準備され、複数の管１２−１〜１２−ｎは、各管１２−ｉの内部に形成された流路の一端が外板１４の一方の面により閉鎖されるように、かつ、管１２−ｉの外側面が他の管１２−ｊの外側面に対向するように格子状に、配置される（ステップＳ２）。このとき、複数の管１２−１〜１２−ｎは、互いに合同に形成されていることにより、外板１４の一方の面に容易に充填することができる。複数の管１２−１〜１２−ｎの外側面の間には、熱可塑性樹脂が充填され、複数の管１２−１〜１２−ｎと外板１４との間にも、熱可塑性樹脂が充填される。   The outer plate 14 is further prepared, and the plurality of tubes 12-1 to 12-n are arranged such that one end of the flow path formed inside each tube 12-i is closed by one surface of the outer plate 14. And it arrange | positions in a grid | lattice form so that the outer surface of the pipe | tube 12-i may oppose the outer surface of the other pipe | tube 12-j (step S2). At this time, the plurality of tubes 12-1 to 12-n can be easily filled into one surface of the outer plate 14 by being formed congruently. A space between the outer surfaces of the plurality of tubes 12-1 to 12-n is filled with a thermoplastic resin, and a space between the plurality of tubes 12-1 to 12-n and the outer plate 14 is filled with a thermoplastic resin. Is done.

複数の管１２−１〜１２−ｎと外板１４とは、組み立てられた状態で、加熱される。熱可塑性樹脂は、複数の管１２−１〜１２−ｎと外板１４とが加熱されることにより、硬化し、複数の管１２−１〜１２−ｎを互いに接着させ、複数の管１２−１〜１２−ｎを外板１４に接着させる。複数の管１２−１〜１２−ｎと外板１４とは、熱可塑性樹脂が複数の管１２−１〜１２−ｎを互いに接着し、熱可塑性樹脂が複数の管１２−１〜１２−ｎを外板１４に接着することにより、アイソグリッドパネル構造体１に形成される。すなわち、このように作製されたアイソグリッドパネル構造体１は、外板２が外板１４に対応し、複数の管５−１〜５−ｎが複数の管１２−１〜１２−ｎに対応し、接着剤６が熱可塑性樹脂に対応している。   The plurality of tubes 12-1 to 12-n and the outer plate 14 are heated in an assembled state. The thermoplastic resin is cured by heating the plurality of tubes 12-1 to 12-n and the outer plate 14, and the plurality of tubes 12-1 to 12-n are bonded to each other. 1 to 12-n are bonded to the outer plate 14. The plurality of tubes 12-1 to 12-n and the outer plate 14 are made of a thermoplastic resin that bonds the plurality of tubes 12-1 to 12-n to each other, and the thermoplastic resin is a plurality of tubes 12-1 to 12-n. Is bonded to the outer plate 14 to form the isogrid panel structure 1. That is, in the isogrid panel structure 1 thus manufactured, the outer plate 2 corresponds to the outer plate 14, and the plurality of tubes 5-1 to 5-n correspond to the plurality of tubes 12-1 to 12-n. The adhesive 6 corresponds to a thermoplastic resin.

このようなアイソグリッドパネル構造体製造方法によれば、複数の管１２−１〜１２−ｎからリブ３を形成することにより、アイソグリッドパネル構造体を一体成形により作製する他の製造方法に比較して、アイソグリッドパネル構造体１をより低コストで作製することができる。   According to such a method for manufacturing an isogrid panel structure, the rib 3 is formed from the plurality of tubes 12-1 to 12-n, thereby comparing with another manufacturing method for manufacturing the isogrid panel structure by integral molding. Thus, the isogrid panel structure 1 can be manufactured at a lower cost.

図５は、アイソグリッドパネル構造体の実施の他の形態を示している。そのアイソグリッドパネル構造体２１は、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１がさらに複数の強化部材２２を備えている。複数の強化部材２２は、炭素繊維から形成され、紐状に形成されている。複数の強化部材２２は、複数の平行線にそれぞれ沿うように配置され、複数の管５−１〜５−ｎの接合部に沿って配置されている。複数の強化部材２２の任意の強化部材は、図６に示されているように、接着剤６を介して複数の管５−１〜５−ｎに接合されている。   FIG. 5 shows another embodiment of an isogrid panel structure. In the isogrid panel structure 21, the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment further includes a plurality of reinforcing members 22. The plurality of reinforcing members 22 are made of carbon fiber and are formed in a string shape. The plurality of reinforcing members 22 are disposed along the plurality of parallel lines, respectively, and are disposed along the joint portions of the plurality of tubes 5-1 to 5-n. As shown in FIG. 6, arbitrary reinforcing members of the plurality of reinforcing members 22 are joined to the plurality of tubes 5-1 to 5-n via the adhesive 6.

このようなアイソグリッドパネル構造体２１は、外板２にリブ３が接合されることにより、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１と同様にして、所定の強度を有し、所定の曲げ剛性を有している。アイソグリッドパネル構造体２１は、さらに、複数の強化部材２２を備えることにより、複数の強化部材２２がそれぞれ沿う複数の平行線の方向に高い引っ張り強度を有する。   Such an isogrid panel structure 21 has a predetermined strength by joining the ribs 3 to the outer plate 2 and has the same strength as the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment. It has a bending rigidity of The isogrid panel structure 21 further includes a plurality of reinforcing members 22, thereby having a high tensile strength in the direction of a plurality of parallel lines along which the plurality of reinforcing members 22 are respectively aligned.

アイソグリッドパネル構造体２１は、航空機の翼の板に適用されるときに、複数の強化部材２２がそれぞれ沿う複数の平行線の方向が翼長方向に概ね平行に配置されるように、利用される。このとき、アイソグリッドパネル構造体２１は、航空機の翼の翼長方向に所定の曲げ剛性を与えることができ、航空機の翼に好適である。   When applied to an aircraft wing plate, the isogrid panel structure 21 is used such that the directions of a plurality of parallel lines along which the plurality of reinforcing members 22 are respectively arranged are substantially parallel to the wing length direction. The At this time, the isogrid panel structure 21 can give a predetermined bending rigidity in the wing length direction of the wing of the aircraft, and is suitable for the wing of the aircraft.

アイソグリッドパネル構造体２１は、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１と同様にして、複数の管１２−１〜１２−ｎと外板１４とが組み立てられた後に、複数の管１２−１〜１２−ｎの接合部に複数の強化部材２２が配置された状態で、加熱されることにより、作製される。すなわち、アイソグリッドパネル構造体２１は、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１と同様にして、低コストで作成されることができる。   In the same way as the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment, the isogrid panel structure 21 includes a plurality of tubes after the tubes 12-1 to 12-n and the outer plate 14 are assembled. It is manufactured by heating in a state where the plurality of reinforcing members 22 are arranged at the joint portions 12-1 to 12-n. That is, the isogrid panel structure 21 can be produced at low cost in the same manner as the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment.

図７は、アイソグリッドパネル構造体の実施のさらに他の形態を示している。そのアイソグリッドパネル構造体３１は、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１の複数の管５−１〜５−ｎが他の複数の管３２−１〜３２−ｎに置換されている。複数の管３２−１〜３２−ｎは、千鳥状に配置され、すなわち、図８に示されているように、複数の管３２−１〜３２−ｎは、管３２−ｉの１つの外側面と管３２−ｊの１つの外側面とが重なるように接合されているときに、管３２−ｉと管３２−ｊとの接合面に沿う平面３３が管３２−ｋ（ｋ≠ｉ、かつ、ｋ≠ｊ、かつ、ｋ＝１，２，３，…，ｎ）と交差するように、配置されている。   FIG. 7 shows still another embodiment of the isogrid panel structure. In the isogrid panel structure 31, the plurality of tubes 5-1 to 5-n of the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment are replaced with other tubes 32-1 to 32-n. Yes. The plurality of tubes 32-1 to 32-n are arranged in a staggered manner, that is, as shown in FIG. 8, the plurality of tubes 32-1 to 32-n are arranged outside one of the tubes 32-i. When the side surface and one outer surface of the tube 32-j are joined so as to overlap each other, the plane 33 along the joint surface between the tube 32-i and the tube 32-j becomes the tube 32-k (k ≠ i, And k ≠ j and k = 1, 2, 3,..., N).

このようなアイソグリッドパネル構造体３１は、複数の管３２−１〜３２−ｎから形成されるリブが外板２に接合されることにより、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１、２１と同様にして、所定の強度を有し、所定の曲げ剛性を有している。アイソグリッドパネル構造体３１は、さらに、接着剤６のうちの管３２−ｉと管３２−ｊとの間の部分に亀裂が形成されたときに、管３２−ｉと管３２−ｊとの接合面に沿う平面３３が管３２−ｋと重なっていることにより、その亀裂が進展しにくい。このため、アイソグリッドパネル構造体３１は、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１に比較して、平面３３と垂直な方向の引っ張り強度がより高い。   In such an isogrid panel structure 31, the rib formed from the plurality of tubes 32-1 to 32-n is joined to the outer plate 2, whereby the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment. , 21 has a predetermined strength and a predetermined bending rigidity. The isogrid panel structure 31 further includes a tube 32-i and a tube 32-j when a crack is formed in a portion of the adhesive 6 between the tubes 32-i and 32-j. Since the flat surface 33 along the joint surface overlaps the tube 32-k, the crack is difficult to progress. For this reason, the isogrid panel structure 31 has higher tensile strength in the direction perpendicular to the plane 33 than the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment.

アイソグリッドパネル構造体３１は、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１と同様にして、複数の管１２−１〜１２−ｎと外板１４とが組み立てられた後に互いに接合されることにより、作製される。すなわち、アイソグリッドパネル構造体３１は、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体１と同様にして、低コストで作成されることができる。   The isogrid panel structure 31 is joined to each other after the plurality of tubes 12-1 to 12-n and the outer plate 14 are assembled in the same manner as the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment. This is produced. That is, the isogrid panel structure 31 can be produced at low cost in the same manner as the isogrid panel structure 1 in the above-described embodiment.

アイソグリッドパネル構造体３１は、さらに、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体２１と同様にして、複数の強化部材を備えることができる。その複数の強化部材は、平面３３と垂直な方向に平行である複数の平行線に沿って配置され、複数の管３２−１〜３２−ｎを互いに接着する接着剤により複数の管３２−１〜３２−ｎに接着される。アイソグリッドパネル構造体は、平面３３と垂直な方向の引っ張り強度がさらに高い。   The isogrid panel structure 31 can further include a plurality of reinforcing members in the same manner as the isogrid panel structure 21 in the above-described embodiment. The plurality of reinforcing members are arranged along a plurality of parallel lines parallel to the direction perpendicular to the plane 33, and the plurality of tubes 32-1 by an adhesive that bonds the plurality of tubes 32-1 to 32-n to each other. Bonded to ~ 32-n. The isogrid panel structure has a higher tensile strength in a direction perpendicular to the plane 33.

複数の管５−１〜５−ｎ、３２−１〜３２−ｎは、断面が正方形と異なる他の四角形に形成される他の複数の管に置換されることができる。その四角形としては、台形、平行四辺形が例示される。このような複数の管も、外板２の表面に適切に充填されることができ、このような複数の管が適用されるアイソグリッドパネル構造体は、適切な属性（強度・曲げ剛性・減衰性）を有するように形成され、低コストで作製されることができる。   The plurality of tubes 5-1 to 5-n and 32-1 to 32-n can be replaced with other plurality of tubes formed in another quadrangle whose cross section is different from a square. Examples of the quadrangle include a trapezoid and a parallelogram. A plurality of such tubes can be appropriately filled on the surface of the outer plate 2, and an isogrid panel structure to which such a plurality of tubes are applied has appropriate attributes (strength, bending rigidity, damping). ) And can be manufactured at low cost.

さらに、複数の管５−１〜５−ｎは、断面が四角形と異なる形状に形成される他の複数の管にも置換されることができる。その形状としては、三角形、平行六角形が例示される。複数の管３２−１〜３２−ｎに関しては、断面が三角形に形成される複数の管にも置換されることができる。このような複数の管も、外板２の表面に適切に充填されることができ、このような複数の管が適用されるアイソグリッドパネル構造体は、適切な属性（強度・曲げ剛性・減衰性）を有するように形成され、低コストで作製されることができる。   Furthermore, the plurality of tubes 5-1 to 5-n can be replaced with other plurality of tubes having a cross-section different from a quadrangle. Examples of the shape include a triangle and a parallel hexagon. The plurality of tubes 32-1 to 32-n can be replaced with a plurality of tubes having a triangular cross section. A plurality of such tubes can be appropriately filled on the surface of the outer plate 2, and an isogrid panel structure to which such a plurality of tubes are applied has appropriate attributes (strength, bending rigidity, damping). ) And can be manufactured at low cost.

さらに、複数の管５−１〜５−ｎは、互いに十分に強固に接合されることができるときに、複数の管５−１〜５−ｎの隙間を接着剤６で充填する必要がなく、複数の管５−１〜５−ｎの隙間に接着剤６が充填されない空間が形成されてもよい。このとき、複数の管５−１〜５−ｎは、平面を充填可能な形状に断面が形成される必要がなく、たとえば、断面形状が円である複数の管に置換されることもできる。   Furthermore, when the plurality of tubes 5-1 to 5-n can be joined sufficiently firmly to each other, it is not necessary to fill the gaps between the plurality of tubes 5-1 to 5-n with the adhesive 6 A space in which the adhesive 6 is not filled in the gaps between the plurality of tubes 5-1 to 5-n may be formed. At this time, the plurality of tubes 5-1 to 5-n do not need to be formed in a cross-sectional shape capable of filling a plane, and can be replaced with, for example, a plurality of tubes having a circular cross-sectional shape.

外板２は、複数の管５−１〜５−ｎが互いに十分に強固に接合されることができるときに、平坦でない曲面に形成された表面を有する外板に置換されることができる。たとえば、複数の管５−１〜５−ｎは、複数の管５−１〜５−ｎの間の接着剤６の厚さが一様でないように形成されることにより、平坦でない曲面に充填されることができる。このようなアイソグリッドパネル構造体も、適切な属性（強度・曲げ剛性・減衰性）を有するように形成されることができ、低コストで作製されることができる。   The outer plate 2 can be replaced with an outer plate having a surface formed in a non-flat curved surface when the plurality of tubes 5-1 to 5-n can be sufficiently firmly joined to each other. For example, the plurality of pipes 5-1 to 5-n are formed so that the thickness of the adhesive 6 between the plurality of pipes 5-1 to 5-n is not uniform, thereby filling an uneven curved surface. Can be done. Such an isogrid panel structure can also be formed so as to have appropriate attributes (strength, bending rigidity, and damping), and can be manufactured at low cost.

複数の管５−１〜５−ｎは、大きさが異なる管を含むこともできる。このとき、アイソグリッドパネル構造体は、外板２の表面のうちの曲率が大きい領域に断面積が小さい管を配置し、曲率が小さい領域に断面積が大きい管を配置することにより、複数の管５−１〜５−ｎの隙間が比較的小さくなるように、適切に充填することができ、適切な属性（強度・曲げ剛性・減衰性）を有するように形成されることができ、低コストで作製されることができる。   The plurality of tubes 5-1 to 5-n may include tubes having different sizes. At this time, the isogrid panel structure has a plurality of pipes having a small cross-sectional area disposed in a region having a large curvature on the surface of the outer plate 2, and a tube having a large cross-sectional area disposed in a region having a small curvature. The gap between the tubes 5-1 to 5-n can be appropriately filled so as to be relatively small, and can be formed to have appropriate attributes (strength, bending rigidity, damping), low Can be made at cost.

なお、管１１は、フィラメントワインディングと異なる方法で作製されることができる。その方法としては、モールディングが例示される。すなわち、管１１は、強化繊維が配置された型の内部に樹脂を注入することにより強化繊維に樹脂を含浸させ、強化繊維が配置された型の内部に樹脂を注入することにより強化繊維に樹脂を含浸させ、その樹脂を硬化させることにより作製される。モールディングにより作製された管を用いてアイソグリッドパネル構造体を作製した場合も、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体製造方法と同様にして、アイソグリッドパネル構造体を低コストで作製することができる。   The tube 11 can be manufactured by a method different from filament winding. The method is exemplified by molding. That is, the tube 11 is made to impregnate the reinforcing fiber with resin by injecting the resin into the mold in which the reinforcing fibers are arranged, and resin into the reinforcing fiber by injecting the resin into the mold in which the reinforcing fibers are arranged. It is made by impregnating and curing the resin. Even when an isogrid panel structure is produced using a tube produced by molding, the isogrid panel structure is produced at a low cost in the same manner as the isogrid panel structure manufacturing method in the above-described embodiment. be able to.

複数の管１２−１〜１２−ｎは、熱可塑性樹脂を添加しないで互いに接合されることもできる。その方法としては、半硬化体から形成された管１１を用いる方法が例示される。このとき、複数の管１２−１〜１２−ｎは、半硬化体から形成された管１１が切断されることにより形成され、互いに接触するように外板１４上に配置された状態で、熱圧着されることにより、互いに接合され、外板１４に接合される。複数の管１２−１〜１２−ｎをこのように接合した場合でも、既述の実施の形態におけるアイソグリッドパネル構造体製造方法と同様にして、アイソグリッドパネル構造体を低コストで作製することができる。   The plurality of tubes 12-1 to 12-n can be joined to each other without adding a thermoplastic resin. As the method, a method using a tube 11 formed from a semi-cured body is exemplified. At this time, the plurality of tubes 12-1 to 12-n are formed by cutting the tube 11 formed from a semi-cured body, and are arranged on the outer plate 14 so as to be in contact with each other. By being crimped, they are joined together and joined to the outer plate 14. Even when a plurality of tubes 12-1 to 12-n are joined in this way, the isogrid panel structure is manufactured at a low cost in the same manner as the isogrid panel structure manufacturing method in the above-described embodiment. Can do.

１ ：アイソグリッドパネル構造体
２ ：外板
３ ：リブ
５−１〜５−ｎ：複数の管
６ ：接着剤
１１：管
１２−１〜１２−ｎ：複数の管
１４：外板
２１：アイソグリッドパネル構造体
２２：複数の強化部材
３１：アイソグリッドパネル構造体
３２−１〜３２−ｎ：複数の管
３３：平面 1: Isogrid panel structure 2: Outer plate 3: Ribs 5-1 to 5-n: Plural tubes 6: Adhesive 11: Tubes 12-1 to 12-n: Plural tubes 14: Outer plate 21: Iso Grid panel structure 22: Plural reinforcement members 31: Isogrid panel structure 32-1 to 32-n: Plural tubes 33: Plane

Claims (11)

繊維強化樹脂から形成される複数の管が互いに接合されることにより形成されるリブと、
繊維強化樹脂から形成される外板とを備え、
前記リブは、前記複数の管の各々の一端が前記外板により塞がれるように、前記外板に接合されるアイソグリッドパネル構造体。 A plurality of ribs formed by joining together a plurality of tubes formed from fiber reinforced resin;
An outer plate formed from a fiber reinforced resin,
The rib is an isogrid panel structure that is joined to the outer plate such that one end of each of the plurality of tubes is closed by the outer plate. 前記複数の管を互いに接着する接着剤をさらに備える請求項１に記載されるアイソグリッドパネル構造体。   The isogrid panel structure according to claim 1, further comprising an adhesive that adheres the plurality of tubes to each other. 前記複数の管が接合される接合領域に沿って配置される強化部材をさらに備える請求項１〜請求項２のうちのいずれか一項に記載されるアイソグリッドパネル構造体。   The isogrid panel structure as described in any one of Claims 1-2 further provided with the reinforcement member arrange | positioned along the joining area | region where these pipes are joined. 前記複数の管が形成される材料は、前記外板が形成される材料と異なる請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載されるアイソグリッドパネル構造体。   4. The isogrid panel structure according to claim 1, wherein a material for forming the plurality of tubes is different from a material for forming the outer plate. 5. 前記複数の管は、アラミド系繊維を含むアラミド系繊維強化樹脂から形成され、
前記外板は、炭素繊維を含む炭素繊維強化樹脂から形成される請求項４に記載されるアイソグリッドパネル構造体。 The plurality of tubes are formed of an aramid fiber reinforced resin including an aramid fiber,
The isogrid panel structure according to claim 4, wherein the outer plate is formed of a carbon fiber reinforced resin containing carbon fibers. 前記複数の管は、前記複数の管のうちの隣り合う２つの管が接合される接合面に沿う平面が、前記複数の管のうちの前記２つの管と異なる他の管に重なるように、配置される請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載されるアイソグリッドパネル構造体。   The plurality of tubes are arranged such that a plane along a joint surface where two adjacent tubes of the plurality of tubes are joined overlaps another tube different from the two tubes of the plurality of tubes. The isogrid panel structure as described in any one of Claims 1-5 arrange | positioned. 前記複数の管は、
複数の小管と、
複数の大管とを含み、
前記複数の大管のうちの任意の大管の断面積は、前記複数の小管のうちの任意の小管の断面積より大きい請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載されるアイソグリッドパネル構造体。 The plurality of tubes are
Multiple small tubes,
Including multiple large pipes,
The cross-sectional area of any large pipe among the plurality of large pipes is greater than the cross-sectional area of any small pipe among the plurality of small pipes. Isogrid panel structure. 請求項３に記載されるアイソグリッドパネル構造体から形成される翼を備え、
前記強化部材は、前記翼の翼長方向に平行である直線に沿って配置される航空機。 A wing formed from the isogrid panel structure according to claim 3,
The said reinforcement member is an aircraft arrange | positioned along the straight line parallel to the wing length direction of the said wing. 管を複数の管に切断すること、
外板を補強するリブが前記複数の管から形成されるように、前記複数の管を前記外板に接合すること
とを備えるアイソグリッドパネル構造体製造方法。 Cutting the tube into multiple tubes,
An isogrid panel structure manufacturing method comprising: joining the plurality of tubes to the outer plate such that ribs that reinforce the outer plate are formed from the plurality of tubes. フィラメントワインディングにより前記管を作製することをさらに備える請求項９に記載されるアイソグリッドパネル構造体製造方法。   The method for manufacturing an isogrid panel structure according to claim 9, further comprising producing the tube by filament winding. 前記管は、繊維に樹脂が含浸された半硬化体から形成され、
前記複数の管は、加熱されることにより、互いに接合される請求項９〜請求項１０のうちのいずれか一項に記載されるアイソグリッドパネル構造体製造方法。 The tube is formed from a semi-cured body in which a fiber is impregnated with a resin,
The method of manufacturing an isogrid panel structure according to any one of claims 9 to 10, wherein the plurality of tubes are joined to each other by being heated.
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