接頭及航空機結構的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種接頭及航空機結構。
【背景技術】
[0002]在航空機領域，例如碳纖維增強塑料(Carbon-Fiber-Reinforced Plastic:CFRP)等復合材料的應用范圍擴大到主要結構。并且，為了能夠利用復合材料重量較輕這一優(yōu)勢，實現結構的輕量化，優(yōu)選接頭不采用緊固件。
[0003]作為接頭的一例，可列舉形成溝部并將構件(例如板材)插入該溝部的所謂31型接頭。
[0004]插入接頭中的板材通過粘合劑粘合，接頭和母材也通過粘合劑進行粘合。借此，板材接合到母材上。
[0005]繼而，在結構的組裝中，必須對接合到母材的板材進行高精度地定位。也就是說，接頭預先設置到母材上時，需要針對接頭，對板材進行高精度地定位。
[0006]在專利文獻1中公開了如下內容:在板材側面設置定位用銷(突起物)，在接頭側面設置供該銷嵌合的切口，插入板材，使板材的銷嵌入接頭的切口中，從而進行定位。
[0007]現有技術文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:美國專利第8403586號說明書

【發(fā)明內容】

[0010]發(fā)明要解決的問題
[0011]然而，根據專利文獻1中公開的結構，必須在板材的側面設置突起物，并在接頭的側面設置切口，因此會增加組裝的工序。此外，考慮到強度的觀點，設置切口并非優(yōu)選。
[0012]本發(fā)明鑒于上述情況開發(fā)而成，其目的在于提供一種不增加組裝的工時且不降低強度，即可針對母材，對構件進行高精度的定位的接頭及航空機結構。
[0013]技術方案
[0014]為了解決上述課題，本發(fā)明的接頭及航空機結構采用以下方法。
[0015]本發(fā)明的第一方式所涉及的接頭，其設置在母材上，形成有插入構件的溝部，通過粘合的方式接合所述母材和所述構件，在所述溝部的整個底面上，形成有與所述構件嵌合的第1嵌合形狀。
[0016]所述方式所涉及的接頭設置在母材上，形成有插入構件的溝部，通過粘合的方式接合母材和構件。另外，構件是指例如板材。在構件與溝部的間隙中填充粘合劑，借此，構件粘合到接頭上。此外，接頭通過例如粘合劑粘合到母材上。
[0017]插入接頭的構件必須高精度地進行定位。
[0018]因此，在溝部的整個底面形成有與構件嵌合的第1嵌合形狀。也就是說，構件上也形成著與第1嵌合形狀相應的嵌合形狀，溝部的底面的第1嵌合形狀與構件的嵌合形狀嵌合。因此，構件僅會嵌合在與第1嵌合形狀一致的位置。
[0019]另外，第1嵌合形狀是例如以溝部的寬度中心線為軸的左右對稱形狀或左右不對稱形狀。
[0020]因此，根據所述方式，能夠不增加組裝的工時且不降低強度，即可針對母材，對構件進彳丁尚精度的定位。
[0021]上述第一方式中，也可在所述溝部的部分底面上形成與所述構件嵌合的第2嵌合形狀。
[0022]根據所述方式，第2嵌合形狀是構件在溝部的長度方向上進行定位的基準位置，構件可配置在溝部的長度方向上的所期望的位置。第2嵌合形狀為例如突起形狀或切口形狀。
[0023]上述第一方式中，所述第1嵌合形狀也可形成為，使所述構件位于所述溝部的寬度上的規(guī)定位置。
[0024]根據所述方式，構件可配置在溝部的寬度上的所期望的位置。規(guī)定位置是指，構件不與形成溝部的兩面發(fā)生接觸的位置，例如溝部的寬度中心。
[0025]根據上述第一方式，其具有形成所述溝部的主體構件以及在上表面形成有所述嵌合形狀的定位構件，所述定位構件也可以配置在所述主體構件上，使所述上表面為所述溝部的底面，在所述上表面與所述構件接合。
[0026]根據所述方式，接頭為形成溝部且使構件接合于該溝部的所謂31型接頭，嵌合形狀根據定位構件預先形成。另外，主體構件與定位構件可以為不同結構，也可以一體成型。
[0027]本發(fā)明的第二方式所述的接頭，其設置在母材上，形成有插入構件的溝部，通過粘合的方式接合所述母材和所述構件，在所述溝部的底面形成有第1嵌合形狀，該第1嵌合形狀可用來在所述溝部的寬度方向上定位所述構件。
[0028]根據上述第二方式，在所述溝部的底面形成有第2嵌合形狀，該第2嵌合形狀可用來在所述溝部的長度方向上定位所述構件。
[0029]本發(fā)明的第三方式所述的航空機結構具有上述接頭以及構件，該構件在與所述接頭的接合面上形成有與所述接頭的所述底面嵌合的嵌合形狀，所述構件插入所述接頭的所述溝部，并通過粘合的方式進行接合。
[0030]有益效果
[0031 ]根據本發(fā)明，具有可針對母材將構件進行高精度定位的優(yōu)異效果。
【附圖說明】
[0032]圖1是表示航空機主翼部分斷裂的立體圖。
[0033]圖2是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的31型接頭的結構的側面圖。
[0034]圖3是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的π型接頭的結構的立體圖。
[0035]圖4是表示本發(fā)明的第1改進例所涉及的π型接頭的結構的側面圖。
[0036]圖5是表示本發(fā)明的第2改進例所涉及的π型接頭的結構的側面圖。
[0037]圖6是表示本發(fā)明的第3改進例所涉及的π型接頭的結構的立體圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，參照附圖，對本發(fā)明所涉及的接頭及航空機結構的一個實施方式進行說明。
[0039]本實施方式所涉及的接頭是設置在母材上，形成有插入構件的溝部，通過粘合的方式接合母材和構件的所謂η型接頭(以下稱為“η型接頭”)20(參照圖2等)。
[0040]圖1是表示航空機1的主翼部分斷裂的立體圖。
[0041]主翼1具備上側蒙皮3、下側蒙皮5、前梁7、后梁9以及多個翼肋11。
[0042]上側蒙皮3及下側蒙皮5構成主翼1的外形，是同時兼做空氣動力面的薄板，前梁7、后梁9及縱梁(省略圖示)一同承擔作用于主翼1的拉伸負荷及一部分壓縮負荷。
[0043]如圖1所示，前梁7及后梁9為沿主翼1的翼長方向延伸的結構構件，是配置于上側蒙皮3及下側蒙皮5之間的構件。
[0044]在前梁7和后梁9之間，沿主翼1的翼長方向延伸的輔助構件即多個縱梁配置于上側蒙皮3或下側蒙皮5的內側面。
[0045]如圖1所示，翼肋11為沿主翼1的翼寬方向延伸，并配置于上側蒙皮3及下側蒙皮5之間的結構構件。換言之，翼肋11為沿與前梁7及后梁9大致垂直相交的方向延伸的結構構件，是形成為主翼1的剖面形狀的板狀構件。
[0046]這里，本實施方式所涉及的31型接頭20用于例如上側蒙皮3和前梁7或后梁9的接合、下側蒙皮5和前梁7或后梁9的接合、以及翼肋11和前梁7或后梁9的接合等。另外，31型接頭20也可以用于航空機主翼1以外的結構中。
[0047]圖2是表示本實施方式所涉及的31型接頭20的結構的側面圖。
[0048]設置在母材21上的31型接頭20由形成有溝部22的主體構件24以及在上表面26A上形成有嵌合形狀32Α-1、32Α-2(也可參照圖3)的定位構件26(也稱為填料)構成。
[0049]31型接頭20構成為，將形成主體構件24的一對L字型構件28兩面對向配置，形成溝部22，并將定位構件26的上表面26A作為溝部22的底面。
[0050]31型接頭20例如如上所述用于航空機的機身結構中，用于將構成一部分機身結構的構件(在本實施方式中，以板材30為例)插入溝部22中。例如，前梁7或后梁9為母材21，翼肋11為板材30。
[0051]然后，所插入的板材30的下表面與定位構件26的上表面26A接合。
[0052]定位構件26在該上表面26A上預先形成有以下詳述的嵌合形狀32A-1、32A_2(也可參照圖3)，并通過該嵌合形狀32Α-1、32Α-2將板材30固定在所期望的位置。也就是說，定位構件26具有板材30的定位功能。
[0053]繼而，在板材30和溝部22的間隙中填充粘合劑，借此，板材30粘合到31型接頭20上。另一方面，η型接頭20通過粘合劑粘合到母材21上。另外，母材21和π型接頭20的粘合方法以及η型接頭20和板材30的粘合方法并無特別限定。
[0054]如此，使用31型接頭20進行粘合，無需使用緊固件，板材30便能接合到母材21上。
[0055]π型接頭20、母材21及板材30的材質為例如碳纖維增強塑料(Carbon-Fiber-Reinforced Plastic:CFRP)等復合材料。CFRP使用碳纖維作為增強材料，使用合成樹脂作為基體。另外，并不限定于此，也可以使用鋁合金等金屬作為π型接頭20、母材21及板材30的材質。
[0056]本實施方式所涉及的31型接頭20如圖2的放大圖所示，溝部22的底面(以下稱為“溝部底面”)22Α為定位構件26的上表面26Α。因此，在溝部底面22Α的整個面上形成與板材30嵌合的嵌合形狀32Α-1。
[0057]如此，嵌合形狀32A-1形成為跨越溝部底面22A的整個面，因此可通過面來對板材30進行定位。也就是說，嵌合形狀32A-1將板材30在溝部22的寬度方向上進行定位。
[0058]作為一例，本實施方式所涉及的嵌合形狀32A-1為以溝部22的寬度(以下稱為“溝寬”)的中心線CL為軸的左右對稱形狀，圖2的例子中為V字型。
[0059]該V字型的嵌合形狀32A-1向溝部22的長度方向形成。
[0060]另外，溝部底面22A的整個面也包含大致整個面，可以是在溝部底面22A的一部分上未形成嵌合形狀32A-1，例如在溝部底面22A的長度方向的兩端部附近未形成嵌合形狀32A-1、在溝部底面22A的長度方向的中央部附近未形成嵌合形狀32A-1、以及在溝部底面22A的長度方向的多處未形成嵌合形狀32A-1等。
[0061 ]板材30上與31型接頭20的接合面也可形成與