JP7321030B2

JP7321030B2 - 補強部材、組立体、及び、補強部材の製造方法

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Publication number: JP7321030B2
Application number: JP2019146025A
Authority: JP
Inventors: 隆之清水; 良次岡部; 晃久奥田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date: 2019-08-08
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Description

本開示は、被補強部材に取り付けられる補強部材、当該補強部材を備える組立体、及び、当該補強部材の製造方法に関する。

航空機の翼（主翼、垂直尾翼、水平尾翼）は、翼面を形成するスキンパネルと、スキンパネルの内側に配置され、スキンパネルを補強する各種補強部材を備える。航空機の翼は、補強部材として、例えば、翼幅方向に延びるスパーと、翼幅方向やスパーに交差する方向に延びる複数のスティフナーとを備える。例えば、スティフナーは断面形状に基づいて複数種類に分類することができ、断面形状がＴ型のＴ型ビームスティフナー、断面形状がＩ型のＩ型ビームスティフナーなどが主に知られている。

スティフナーは、スティフナー本体と、フィラーとを有する。スティフナー本体は、例えば特許文献１に開示されているように、翼幅方向からの断面視で、スキンパネルの内側に沿って延びるフランジと、フランジに交差する方向に延びるウェブと、フランジとウェブとを接続する接続部と、を有する。接続部は、フランジ側からウェブ側に向かって湾曲している。このため、スキンパネルの内面と接続部との間にはフィラー空間が形成され、フィラー空間はフィラーによって充填されている。

特許第６３６０６７２号公報

ところで近年、翼を繊維強化樹脂（ＦＲＰ：ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ）で形成する例が増えている。繊維強化樹脂は、従来使用されてきたアルミニウム合金等に比べて計量で、且つ、高い耐腐食性を有する。これにより、航空機の燃費、耐久性を向上させることができる。繊維強化樹脂を得るにあたっては、炭素繊維やガラス繊維等の繊維材料を一方向又は複数方向に積層して配置した後、繊維材料に熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を含むマトリックスを含浸させる。その後、マトリックスを加熱し、冷却・硬化することにより、所望の部材が得られる。また半硬化状態のプリプレグ材を積層することで所望の部材を得る方法も知られている。

ここで例えば上述のスティフナー本体及びフィラーを繊維強化樹脂で形成する場合、一般的には、スティフナー本体の繊維方向と、フィラーの繊維方向とが異なる場合が多い。具体的には、スティフナー本体は複数方向に繊維を配向させたプリプレグ材で形成される一方で、フィラーは一方向のみに繊維を配向させたプリプレグ材を用いて形成される。このようにスティフナー本体の繊維方向とフィラーの繊維方向とが異なる場合、特定の方向における両者の線膨張率に差が生じる。これにより、被補強部材であるスキンパネルを硬化させる際に、スキンパネルとフィラーとの間で内部応力が生じ、亀裂（クラック）が生じることがある。亀裂が生じた場合、翼の品質基準への適合が困難になるため、組立体である翼の製造工程の歩留まりが低下してしまう。

本開示は、上述する問題点に鑑みてなされたものであり、繊維方向が異なる部材間を接合した際に、亀裂発生を防止可能な高品質な補強部材、組立体、及び、補強部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示にかかる補強部材は、
少なくとも一方向に延びる被補強部材の表面に取り付けられる補強部材であって、
前記一方向に直交する断面視において、
前記表面に沿って延びるフランジ部と、
前記表面に形成され、前記フランジ部が延びる方向と交差する方向に延びるウェブ部と、
前記フランジ部と前記ウェブとを接続する接続部と、
前記接続部と前記表面との間に形成されるフィラー空間に挿入されるフィラーと、
を備え、
前記フィラーは、前記フィラー空間内において発泡樹脂によって少なくとも部分的に囲まれる。

本開示の一態様にかかる組立体は上記課題を解決するために、
前記被補強部材と、
前記被補強部材の表面に取り付けられた、前述の補強部材と、
を備える。

上記目的を達成するため、本開示にかかる組立体の製造方法は、
少なくとも一方向に延びる被補強部材の表面に補強部材が取り付けられた組立体の製造方法であって、
前記補強部材は、前記一方向に直交する断面視において、
前記表面に沿って延びるフランジ部と、
前記表面に形成され、前記フランジ部が延びる方向と交差する方向に延びるウェブ部と、
前記フランジ部と前記ウェブとを接続する接続部と、
前記接続部と前記表面との間に形成されるフィラー空間に挿入されるフィラーと、
を備え、
前記組立体の製造方法は、
前記フィラー空間に挿入されたフィラーが少なくとも部分的に囲まれるように発泡樹脂を施工する発泡樹脂施工工程と、
前記補強部材及び前記被補強部材とともにフィラーを加熱する加熱工程と、
を備える。

本開示の補強部材、組立体、及び、補強部材の製造方法によれば、繊維方向が異なる部材間を接合した際に、亀裂発生を防止できる。

本開示の一実施形態にかかる航空機の全体構成図である。図１の主翼の翼幅方向から見た一部断面図である。図２のスティフナーの拡大断面図である。図３のフィラー空間近傍を翼幅方向から示す拡大断面図である。発泡樹脂を設けないフィラー空間における内部応力分布を示すシミュレーション結果である。発泡樹脂を設けたフィラー空間における内部応力分布を示すシミュレーション結果である。図４の変形例である。本開示の一実施形態にかかる組立体の製造方法を工程毎に示すフローチャートである。図７の製造方法を模式的に示す図である。図７の変形例である。図９の製造方法を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（航空機）
以下、本開示の一実施形態にかかる補強部材を備える組立部材として、航空機の主翼を例に説明する。図１は本開示の一実施形態にかかる航空機１００の全体構成図である。航空機１００は、胴体１と、主翼２（組立体）と、水平尾翼３と、垂直尾翼４と、ターボファンエンジン５と、を備える。

胴体１は、航空機１００の進行方向に沿って延びる筒状をなしており、その内部に貨客が搭載可能に構成される。主翼２は、航空機１００の滑走又は飛行に伴って揚力を発生させる。主翼２は、胴体１の略中央部から略水平方向に延びており、胴体１の左右両側に１つずつ設けられている。水平尾翼３は飛行中の航空機１００の姿勢（ピッチ角度）を変えるために設けられている。水平尾翼３は、胴体１の後方側の端部付近から略水平方向に延びており、胴体１の左右両側に１つずつ設けられている。垂直尾翼４は飛行中の航空機１００の姿勢（ヨー角度）を変えるために設けられている。垂直尾翼４は、航空機１００の後方側の端部付近から上方に向かって延びている。ターボファンエンジン５は、燃料と空気の混合気を燃焼させることで、後方側に向けて推力を発生させる。ターボファンエンジン５は、各主翼２の下面に１つずつ吊り下げられるように搭載される。

尚、推力を発生させるための装置として、上記のターボファンエンジン５以外の装置（例えば、ターボプロップエンジン）を用いることも可能である。また、ターボファンエンジン５の個数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。以下の説明では、適宜、主翼２の両端部を結ぶ方向、つまり主翼２の延びる方向を翼幅方向と称し、胴体１の延びる方向を進行方向と称する。

図２は図１の主翼２の翼幅方向から見た一部断面図である。主翼２は、被補強部材であるスキンパネル２０に対して、補強部材であるスパー３０及びスティフナー４０が取り付けられて構成される。

スキンパネル２０は、翼幅方向に延びるとともに、翼幅方向に直交する方向にも延びる。スキンパネル２０は、翼幅方向に直交する方向に比べて、翼幅方向に長く延びる。このため、スキンパネル２０は、薄板状をなしており、その一方側の板面は主翼２の翼面２０Ａを形成し、その他方側の板面は主翼２の内面２０Ｂ（被補強部材の表面）を形成する。

スキンパネル２０は、主翼２の翼型断面に対応するように緩やかに湾曲して形成されている。以下の説明では、適宜、主翼２の上側を形成するスキンパネル２０を上側スキンパネル２１と称し、主翼２の下側を形成するスキンパネル２０を下側スキンパネル２２と称する。上側スキンパネル２１及び下側スキンパネル２２は、繊維強化樹脂でそれぞれ一体的に形成されている。

スティフナー４０は、スキンパネル２０を補強し、歪みを抑制するために設けられる。スティフナー４０は、スキンパネル２０の内面２０Ｂ上で進行方向に沿って間隔をあけて複数配列される。各スティフナー４０は、概ね翼幅方向に延びる柱状部材であり、翼幅方向から見て、略Ｉ字型の断面形状を有する。

ここで以下、本開示にかかる補強部材の一態様であるスティフナー４０について詳しく説明する。尚、以下の説明では補強部材としてスティフナー４０について言及するが、スパー３０に対しても特段の記載がない限りにおいて同様である。

図３は図２のスティフナー４０の拡大断面図である。スティフナー４０は、スティフナー本体４１と、フィラー４２とを備える。スティフナー本体４１は、翼幅方向から見て、略Ｃ字形状に形成された一対のスティフナー半体４１Ａを接合することで形成されている。各スティフナー半体４１Ａは、フランジ部４４と、略上下方向に延びるウェブ部４５と、フランジ部４４及びウェブ部４５を接続する接続部４６と、を有する。

各フランジ部４４は、スキンパネル２０の内面２０Ｂに沿って翼幅方向に延びる。また、各フランジ部４４は、翼幅方向に直交する断面視で、スキンパネル２０の内面２０Ｂに沿って延びる。更に、一対のフランジ部４４は、翼幅方向に直交する断面視で、スキンパネル２０の内面２０Ｂ上で互いに間隔をあけて配列される。

ウェブ部４５は、翼幅方向に直交する断面視で、フランジ部４４が延びる方向（またはスキンパネル２０の内面２０Ｂ）に交差する方向（略上下方向）に延びる。接続部４６は、翼幅方向に直交する断面視で、一対のフランジ部４４とウェブ部４５とを接続する。接続部４６は、進行方向の一方側から他方側に向かうに従って、スキンパネル２０の内面Ｂから離間する方向に湾曲する。具体的には、接続部４６は、翼幅方向から見て略円弧形状を有する。このように形成されたスティフナー半体４１Ａを、互いのウェブ部４５同士を進行方向から接合することで、スティフナー本体４１が形成される。このとき、各接続部４６とスキンパネル２０の内面２０Ｂとの間には、フィラー空間Ｖが形成される。

図４は図３のフィラー空間Ｖ近傍を翼幅方向から示す拡大断面図である。フィラー空間Ｖは、フィラー４２及び発泡樹脂５０が挿入されるための空間であり、略三角形状を有する。発泡樹脂５０は、合成樹脂中に気体を分散させ発泡状（フォーム状）又は多孔質形状に成形された材料であり、周囲に存在する部材（例えばスキンパネル２０、スティフナー本体４１及びフィラー４２）に比べて剛性が低く形成される。この発泡樹脂５０は、後述するようにスキンパネル２０、スティフナー本体４１及びフィラー４２を互いに硬化・接合させる際に、フィラー空間Ｖのうちフィラー４２が占めない部分を体積膨張により充填する。発泡樹脂５０は、例えば、エポキシ系発泡樹脂を用いることができる。

スティフナー本体４１及びフィラー４２は、翼長方向に直交する方向に比べて、それぞれ翼長方向に長く延びる。スティフナー本体４１及びフィラー４２は、繊維強化樹脂で形成されている。ここでスティフナー本体４１の繊維方向と、フィラー４２の繊維方向は互いに異なる。具体的には、スティフナー本体４１やスキンパネル２０は、多方向に繊維が配向している繊維強化樹脂から形成されるが、一方のフィラー４２は、スティフナー４０の延びる一方向（翼幅方向）にのみ繊維が配向している繊維強化樹脂から形成される。このため、スティフナー本体４１とフィラー４２との間で、特定の方向における線膨張率に差が生じる。

このような構成を有する補強部材は、後述するように、スキンパネル２０、スティフナー本体４１及びフィラー４２が互いに組み立てられた状態で加熱・冷却を伴う硬化処理を施すことで製造される。硬化処理には加熱・冷却を伴うため、線膨張率が異なるフィラー４２と周囲との間には、図４の矢印Ｂで示すように内部応力が生じることがある。

本実施形態では、フィラー空間Ｖにはフィラー４２とともに発泡樹脂５０が設けられることで、このような内部応力を効果的に低減することができる。図５Ａは発泡樹脂５０を設けないフィラー空間Ｖ（すなわちフィラー空間Ｖがフィラー４２だけで満たされている場合）における内部応力分布を示すシミュレーション結果であり、図５Ｂは発泡樹脂５０を設けたフィラー空間Ｖにおける内部応力分布を示すシミュレーション結果である。

図５Ａに示されるように、発泡樹脂５０が設けられていない場合、フィラー空間Ｖは接続部３６及びスキンパネル２０との境界近傍Ｃ１（言い換えるとフィラー空間Ｖの周縁部近傍）において、その内側Ｃ２に比べて内部応力が大きくなる傾向がある。更に言えば、フィラー空間Ｖは接続部３６及びスキンパネル２０との境界近傍Ｃ１のうち、特に、フィラー空間Ｖに挿入されたフィラー４２と、接続部４６との間（図５Ａの点線で囲んだ領域Ｃ３を参照）において内部応力が生じやすいことが検証された。一方で図５Ｂに示されるように、発泡樹脂５０が設けられている場合、内部応力がフィラー空間Ｖ全体にわたって低減され、且つ、均一化されることが検証された。

成形時に実施される硬化処理では、例えば約１８０度に加熱した後、約２０度の常温まで冷却する場合をシミュレーションした結果、発泡樹脂５０が存在しない場合は３６ＭＰａ以上の内部応力が生じ、亀裂（クラック）等の不具合が生じる可能性がある。それに対して、フィラー４２に対して約１／１０程度の剛性を有する発泡樹脂５０を設けた場合には、内部応力が３．５ＭＰａ程度まで低減され、約１／１０に減少することが検証された。

このような発泡樹脂５０は、図４に示すように、フィラー４２の全周にわたって発泡樹脂５０が設けられていてもよい。この場合、フィラー４２を囲む広い領域にわたって内部応力を低減できる。尚、発泡樹脂５０が占める領域の大きさは、フィラー空間Ｖの大きさにもよるが、例えば翼幅方向から見た断面において、約０．３ｍｍ～２．０ｍｍ程度の厚さを有する。

またフィラー空間Ｖに形成される発泡樹脂５０は、図６に示すように、フィラー４２を部分的に囲むように形成されてもよい。図６では特に、内部応力が発生しやすい箇所である、フィラー４２と接続部４６との間に対して発泡樹脂５０が部分的に形成されている。この場合、内部応力が発生しやすい箇所に限定的に発泡樹脂５０を設けることで、より効率的に内部応力を低減できる。

例えばスキンパネル２０、スティフナー本体４１及びフィラー４２が熱可塑性樹脂を含む材料から構成されている場合には、発泡樹脂５０は熱可塑性樹脂の塑性温度より低い発泡成形温度を有するとよい。この場合、後述するように、スキンパネル２０、スティフナー本体４１及びフィラー４２に対して硬化処理を実施する際に、加熱を進めていくと、塑性成形が始まる前に発泡樹脂５０が発泡するため、硬化処理時に生じる内部応力を効果的に低減することができる。

またスキンパネル２０、スティフナー本体４１及びフィラー４２が熱硬化性樹脂を含む材料から構成されている場合には、発泡樹脂５０は熱硬化性樹脂の硬化温度より低い発泡成形温度を有するとよい。この場合、後述するように、スキンパネル２０、スティフナー本体４１及びフィラー４２に対して硬化処理を実施する際に、加熱を進めていくと、硬化成形が始まる前に発泡樹脂５０が発泡するため、硬化処理時に生じる内部応力を効果的に低減することができる。

（組立体の製造方法）
続いて組立体の製造方法について説明する。図７は本開示の一実施形態にかかる組立体の製造方法を工程毎に示すフローチャートである。図８は図７の製造方法を模式的に示す図である。

本製造方法の一実施形態では、図８に示すように、一対のスティフナー半体４１Ａを用意し、これらを仮接合することにより第１仮体６０を構成する（ステップＳ１０）。第１仮体６０は、互いのウェブ部４５が貼り合わされることにより接続部４６近傍にはフィラー空間Ｖが形成される。このときフィラー空間Ｖは外部に対して露出した状態となる。

続いてフィラー空間Ｖに対して挿入されるフィラー４２を用意し、フィラー４２の表面に対して発泡樹脂５０を施工する（ステップＳ１１）。発泡樹脂５０の施工は、例えば、液状材料をフィラー４２の表面に塗布することにより行われる。ここで施工される発泡樹脂５０は、後述の硬化処理時に劣化せず（例えば熱硬化性樹脂から構成される場合、熱硬化性樹脂の硬化温度（例えば１８０度）で劣化せず）、且つ、加熱時に熱硬化より先に発泡するものが好ましい。

尚、図７ではステップＳ１０がステップＳ１１より先に実施された場合を例示しているが、ステップＳ１１をステップＳ１０より先に実施してもよいし、ステップＳ１０及びＳ１１を同時に実施してもよい。

続いてステップＳ１１で発泡樹脂５０が施工されたフィラー４２を、ステップＳ１０で用意された第１仮体６０のフィラー空間Ｖに挿入するとともに、スキンパネル２０の内面２０Ｂを取り付ける（ステップＳ１２）。これにより、フィラー空間Ｖにフィラー４２が挿入された第２仮体７０が完成する。

続いて第２仮体７０に対して硬化処理を実施する（ステップＳ１３）。硬化処理は、第２仮体７０が熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂から形成されている場合には、例えばオートクレーブやオーブン等を用いた加熱処理を実施し、その後、常温まで冷却処理を実施する。これにより、第２仮体７０を構成するスキンパネル２０、一対のスティフナー半体４１Ａ、及び、フィラー４２は互いに接合される。

このときフィラー４２の表面に施工された発泡樹脂５０は、硬化処理の過程において、フィラー４２と接続部４６との間に発泡成形される。これにより、硬化処理で生じる内部応力が、発泡樹脂５０によって効果的に低減される。

続いて図９は図７の変形例のフローチャートである。図１０は図９の製造方法を模式的に示す図である。

この変形例では、ステップＳ１０と同様に第１仮体６０を形成したのち（ステップＳ２０）、図１０に示すように、第１仮体６０のうちフィラー空間Ｖの内面に対して発泡樹脂５０を施工する（ステップＳ２１）。そして別途用意されたフィラー４２をフィラー空間Ｖに対して挿入するとともに、スキンパネル２０を組み付けることで第２仮体７０を形成する（ステップＳ２２）。その後、第２仮体はステップＳ１４同様に、硬化処理が実施されることで完成される（ステップＳ２３）。このように発泡樹脂５０をフィラー空間Ｖの内面上に施工することによっても、上述の組立体を得ることができる。

その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本開示の一態様にかかる補強部材は上記課題を解決するために、
少なくとも一方向に延びる被補強部材（例えば上記実施形態のスキンパネル２０）の表面に取り付けられる補強部材（例えば上記実施形態のスティフナー４０）であって、
前記一方向（例えば上記実施形態の翼幅方向）に直交する断面視において、
前記表面（例えば上記実施形態のスキンパネル２０の表面２０Ｂ）に沿って延びるフランジ部（例えば上記実施形態のフランジ部４４）と、
前記表面に形成され、前記フランジ部が延びる方向と交差する方向に延びるウェブ部（例えば上記実施形態のウェブ部４５）と、
前記フランジ部と前記ウェブ部とを接続する接続部（例えば上記実施形態の接続部４６）と、
前記接続部と前記表面との間に形成されるフィラー空間に挿入されるフィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）と、
を備え、
前記フィラーは、前記フィラー空間（例えば上記実施形態のフィラー空間Ｖ）内において発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）によって少なくとも部分的に囲まれる。

上記（１）の態様によれば、接続部及び被補強部材の間に形成されるフィラー空間には、フィラーとともに発泡樹脂が挿入される。発泡樹脂は、周囲に比べて剛性が小さく、硬化処理を実施した際にフィラー空間に生じる内部応力を効果的に低減できる。

（２）別の態様にかかる補強部材は上記（１）の態様において、
前記発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）は前記接続部（例えば上記実施形態の接続部４６）と前記フィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）との間に設けられる。

上記（２）の態様によれば、接続部とフィラーとの間に発泡樹脂が設けられる。これにより、硬化処理時に内部応力が生じやすい接続部とフィラーとの間において、内部応力を効率的に低減できる。

（３）別の態様にかかる補強部材は上記（１）の態様において、
前記フィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）は、前記一方向（例えば上記実施形態の翼幅方向）に直交する断面視において、前記フィラー空間（例えば上記実施形態のフィラー空間Ｖ）内において前記発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）によって全周にわたって囲まれる。

上記（３）の態様によれば、フィラーの全周にわたって発泡樹脂を形成することで、フィラー空間との界面全体にわたって効果的に内部応力を低減できる。

（４）別の態様にかかる補強部材は上記（１）から（３）のいずれか一態様において、
前記フランジ部（例えば上記実施形態のフランジ部４４）、前記ウェブ部（例えば上記実施形態のウェブ部４５）、前記接続部（例えば上記実施形態の接続部４６）及び前記フィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）は熱可塑性樹脂を含み、
前記発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）は前記熱可塑性樹脂の塑性温度より低い発泡成形温度を有する。

上記（４）の態様によれば、フランジ部、ウェブ部、接続部及びフィラーを塑性変形させるために加熱した際に、これらが塑性変形する前に発泡樹脂が発泡成形される。これにより、硬化時に生じる内部応力を効果的に低減できる。

（５）別の態様では上記（１）から（３）のいずれか一態様において、
前記フランジ部（例えば上記実施形態のフランジ部４４）、前記ウェブ部（例えば上記実施形態のウェブ部４５）、前記接続部（例えば上記実施形態の接続部４６）及び前記フィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）は熱硬化性樹脂を含み、
前記発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）は前記熱硬化性樹脂の硬化温度より低い発泡成形温度を有する。

上記（５）の態様によれば、フランジ部、ウェブ部、接続部及びフィラーを硬化させるために加熱した際に、これらが硬化する前に発泡樹脂が発泡成形される。これにより、硬化時に生じる内部応力を効果的に低減できる。

（６）別の態様では上記（１）から（５）のいずれか一態様において、
前記発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）は、０．３ｍｍ～２．０ｍｍの厚さを有する。

上記（６）の態様によれば、発泡樹脂の厚さを当該範囲に限定することで、フィラー空間に挿入されるフィラーによる補強部材の剛性を確保しながら、発泡樹脂によって内部応力を低減することができる。

（７）本開示の一態様にかかる組立体は上記課題を解決するために、
前記被補強部材（例えば上記実施形態のスキンパネル２０）と、
前記被補強部材の表面に取り付けられた上記（１）から（６）のいずれか一態様にかかる補強部材（例えば上記実施形態のスティフナー４０）と、
を備える。

上記（７）の態様によれば、前述のように内部応力が低減された状態で補強部材が取り付けられるため、亀裂等の不具合が生じにくい、信頼性に優れた組立体が得られる。

（８）本開示の一態様にかかる組立体の製造方法は上記課題を解決するために、
少なくとも一方向に延びる被補強部材（例えば上記実施形態のスキンパネル２０）の表面に補強部材（例えば上記実施形態のスティフナー４０）が取り付けられた組立体の製造方法であって、
前記補強部材は、前記一方向（例えば上記実施形態の翼幅方向）に直交する断面視において、
前記表面に沿って延びるフランジ部（例えば上記実施形態のフランジ部４４）と、
前記表面に形成され、前記フランジ部が延びる方向と交差する方向に延びるウェブ部（例えば上記実施形態のウェブ部４５）と、
前記フランジ部と前記ウェブとを接続する接続部（例えば上記実施形態の接続部４６）と、
前記接続部と前記表面との間に形成されるフィラー空間（例えば上記実施形態のフィラー空間Ｖ）に挿入されるフィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）と、
を備え、
前記組立体の製造方法は、
前記フィラー空間（例えば上記実施形態のフィラー空間Ｖ）に挿入されたフィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）が少なくとも部分的に囲まれるように発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）を施工する発泡樹脂施工工程と、
前記補強部材（例えば上記実施形態のスティフナー本体４１）及び前記被補強部材（例えば上記実施形態のスキンパネル２０）とともにフィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）を加熱する加熱工程と、
を備える。

上記（８）の態様によれば、フィラー空間にフィラーとともに発泡樹脂が施工される。発泡樹脂は、周囲に比べて剛性が小さく、硬化処理を実施した際にフィラー空間に生じる内部応力を効果的に低減する。

（９）別の態様では上記（８）の態様において、
前記発泡樹脂施工工程では、前記フィラー空間（例えば上記実施形態のフィラー空間Ｖ）に挿入される前の前記フィラー（例えば上記実施形態のフィラー４２）の表面に対して前記発泡樹脂（例えば上記実施形態の発泡樹脂５０）が施工され、その後、前記発泡樹脂が施工された前記フィラーが、前記フィラー空間に挿入される。

上記（９）の態様によれば、フィラーの表面に対して予め発泡樹脂を施工し、発泡樹脂が施工されたフィラーがフィラー空間に挿入される。これにより、フィラー空間に挿入されるフィラーが少なくとも部分的に囲まれるように発泡樹脂を施工できる。

（１０）別の態様では上記（８）の態様において、
前記発泡樹脂施工工程では、前記フィラーが挿入される前の前記フィラー空間の内表面に対して前記発泡樹脂が施工され、その後、前記発泡樹脂が施工された前記フィラー空間に前記フィラーが挿入される。

上記（１０）の態様によれば、フィラーが挿入される前のフィラー空間の内表面に対して発泡樹脂が施工され、その後、フィラーが挿入される。これにより、フィラー空間に挿入されるフィラーが少なくとも部分的に囲まれるように発泡樹脂を施工できる。

１胴体
２主翼
３水平尾翼
４垂直尾翼
５ターボファンエンジン
２０スキンパネル
２０Ａ翼面
２０Ｂ内面
２１上側スキンパネル
２２下側スキンパネル
３０スパー
４０スティフナー
４１スティフナー本体
４１Ａスティフナー半体
４２フィラー
４４フランジ部
４５ウェブ部
４６接続部
５０発泡樹脂
６０第１仮体
７０第２仮体
１００航空機

Claims

少なくとも一方向に延びる被補強部材の表面に取り付けられる補強部材であって、
前記一方向に直交する断面視において、
前記表面に沿って延びるフランジ部と、
前記表面に形成され、前記フランジ部が延びる方向と交差する方向に延びるウェブ部と、
前記フランジ部と前記ウェブ部とを接続する接続部と、
前記接続部と前記表面との間に形成されるフィラー空間に挿入されるフィラーと、
を備え、
前記フィラーは、
本体と、
前記本体を少なくとも部分的に囲む発泡樹脂と
を備える、補強部材。
前記発泡樹脂は前記接続部と前記フィラーとの間に設けられる、請求項１に記載の補強部材。
前記フィラーは、前記一方向に直交する断面視において、前記フィラー空間内において前記発泡樹脂によって全周にわたって囲まれる、請求項１に記載の補強部材。
前記フランジ部、前記ウェブ部、前記接続部及び前記フィラーは熱可塑性樹脂を含み、
前記発泡樹脂は前記熱可塑性樹脂の塑性温度より低い発泡成形温度を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の補強部材。
前記フランジ部、前記ウェブ部、前記接続部及び前記フィラーは熱硬化性樹脂を含み、
前記発泡樹脂は前記熱硬化性樹脂の硬化温度より低い発泡成形温度を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の補強部材。
前記発泡樹脂は、０．３ｍｍ～２．０ｍｍの前記フィラー空間の内壁に交差する方向に沿った厚さを有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の補強部材。
前記被補強部材と、
前記被補強部材の表面に取り付けられた請求項１から６のいずれか一項に記載の補強部材と、
を備える、組立体。
少なくとも一方向に延びる被補強部材の表面に補強部材が取り付けられた組立体の製造方法であって、
前記補強部材は、前記一方向に直交する断面視において、
前記表面に沿って延びるフランジ部と、
前記表面に形成され、前記フランジ部が延びる方向と交差する方向に延びるウェブ部と、
前記フランジ部と前記ウェブ部とを接続する接続部と、
前記接続部と前記表面との間に形成されるフィラー空間に挿入されるフィラーと、
を備え、
前記フィラーは、
本体と、
前記本体を少なくとも部分的に囲む発泡樹脂と
を備える、前記組立体の製造方法は、
前記フィラー空間に挿入された前記本体が少なくとも部分的に囲まれるように前記発泡樹脂を施工する発泡樹脂施工工程と、
前記補強部材及び前記被補強部材とともにフィラーを加熱する加熱工程と、
を備える、組立体の製造方法。
前記発泡樹脂施工工程では、前記フィラー空間に挿入される前の前記フィラーの表面に対して前記発泡樹脂が施工され、その後、前記発泡樹脂が施工された前記フィラーが、前記フィラー空間に挿入される、請求項８に記載の組立体の製造方法。
前記発泡樹脂施工工程では、前記フィラーが挿入される前の前記フィラー空間の内表面に対して前記発泡樹脂が施工され、その後、前記発泡樹脂が施工された前記フィラー空間に前記フィラーが挿入される、請求項８に記載の組立体の製造方法。