航空機用水タンク

本発明は航空機用水タンクに関する。

円筒部と、円筒部の両端に設けられたドーム部とからなるタンク本体を備える航空機用水タンクが提供されている。 このような航空機用水タンクの円筒部として、熱可塑性樹脂からなるインナーライナーと、インナーライナーの外周面に熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を巻き付けて設けられた複数の繊維強化樹脂層と、複数の繊維強化樹脂層の間に設けられたハニカム構造のコア層とを積層して備えるものが知られている(特許文献1、2参照)。 ところで、航空機用水タンクは、その円筒部にタンクポートが設けられており、タンクポートを介して水や空気の出し入れを行なう。 このタンクポートは、円筒部に形成された貫通孔を介して設けられている。 したがって、円筒部のうちタンクポートが設けられた部分は、各繊維強化樹脂層の繊維およびコア層のハニカム構造が貫通孔により切断されていることから、航空機用水タンクの内圧に対する強度が低下してしまう。 そのため、従来は、ハニカム構造のコア層にポッティングコンパウンドと呼ばれる充填剤を充填硬化させると共に、コア層と繊維強化樹脂層との間にガラス繊維からなる補強シートを複数枚設けることによって、タンクポート周囲の航空機用水タンクの部分の補強を行っている。

特開2007−268929号公報

特開2011−245796号公報

しかしながら、コア層に充填するポッティングコンパウンドは高価であり、また、コア層と繊維強化樹脂層との間に複数の補強シートを設ける作業は、インナーライナーの外周面に熱硬化性樹脂を含浸した強化繊維を巻き付ける作業、すなわち、フィラメントワインディングの作業中に行なうことから作業が煩雑で手間がかかるものとなっている。 また、ポッティングコンパウンドをコア層に充填することにより重量が増えるため、軽量化を図る上で改善の余地がある。 本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、タンクポートの周囲の円筒部の部分の強度を確保しつつ、部品コストの低減、作業の効率化、軽量化を図る上で有利な航空機用水タンクを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、円筒部と前記円筒部の両端に設けられたドーム部とを有するタンク本体と、前記円筒部に設けられたタンクポートとを備え、前記円筒部は、円筒状のインナーライナーと、前記インナーライナーの外周面に設けられた複数の繊維強化樹脂層と、前記複数の繊維強化樹脂層の間に設けられたコア層とで構成されている航空機用水タンクであって、前記円筒部に貫通形成された貫通孔と、前記貫通孔に挿通され前記円筒部の外周面から突設する内側筒状部と、前記円筒部の内周面から突設する前記内側筒状部の基端から前記内側筒状部の全周にわたって半径方向外側に拡がり前記貫通孔の周囲の前記円筒部の内周面箇所に取着される内側取り付け板部とを有する内側部材と、前記円筒部の外周面から突設する前記内側筒状部の部分が挿通される開口部を有し、前記貫通孔の周囲全周における前記円筒部の外周面箇所に取着されて前記外周面箇所を補強する繊維強化樹脂からなる補強シートと、前記開口部から突設する前記内側筒状部の部分の外周面に取着される外側筒状部と、前記外側筒状部の基端から前記外側筒状部の全周にわたって半径方向外側に拡がり前記補強シートに取着される外側取り付け板部とを有する外側部材とを備え、前記タンクポートは、前記内側部材、前記補強シート、および前記外側部材を含んで構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、貫通孔の周囲全周の円筒部部分が内側取り付け板部と補強シートとで挟まれ補強されている。 したがって、航空機用水タンクの内圧により円筒部の半径方向外側に生じる力、また、航空機用水タンクの内圧により円筒部の周方向および軸方向に生じる力を、内側取り付け板部と補強シートを介して貫通孔の周囲全周の円筒部部分で分散して受ける。 そのため、内側取り付け板部と補強シートとにより、コア層にポッティングコンパウンドを充填させたり、コア層と繊維強化樹脂層との間に補強シートを設けることなく、タンクポートの周囲の円筒部の半径方向における強度と、円筒部の周方向および軸方向における強度との双方を確保することができる。 したがって、航空機用水タンクの部品コストの低減、作業の効率化、軽量化を図る上で有利となる。

実施の形態に係る航空機用水タンクの斜視図である。

実施の形態に係る航空機用水タンクのタンクポート部分の構成を示す分解斜視図である。

図1のAA線断面図である。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 図1に示すように、航空機用水タンク2は、飲料水を収容するものであり、円筒部12と、円筒部12の両端に設けられたドーム部14とを有するタンク本体16と、円筒部12に設けられたタンクポート18とを備えている。 なお、図中符号20は、各ドーム部14の中央に設けられた口金を示し、符号20Aは口金20に着脱可能に取着された蓋を示す。

タンク本体16は、インナーライナー22と、インナーライナー22の外周面に設けられた複数の繊維強化樹脂層24と、複数の繊維強化樹脂層24の間に設けられたコア層26とを含んで構成されている。 インナーライナー22は、飲料水を収容する収容空間を形成するものであり、ABS樹脂などの熱可塑性樹脂をブロー成形することにより形成されている。 インナーライナー22は、円筒部22Aと、円筒部22Aの両端のドーム部とを備えている。

複数の繊維強化樹脂層24は、本実施の形態では、第1の繊維強化樹脂層24A、第2の繊維強化樹脂層24B、第3の繊維強化樹脂層24Cの3つの層で構成されている。 第1の繊維強化樹脂層24Aは、インナーライナー22の円筒部22Aおよびドーム部の外周面に熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維(フィラメント)を巻き付けて熱硬化させるフィラメントワインディング法により設けられている。 第2の繊維強化樹脂層24Bは、第1の繊維強化樹脂層24Aの外周面に、熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維(フィラメント)を巻き付けて熱硬化させるフィラメントワインディング法により設けられている。 コア層26はハニカムコア構造を有し、第2の繊維強化樹脂層24Bの外周面のうちインナーライナー22の円筒部22Aに対応する部分にのみ設けられている。 コア層26として、芳香族ポリアミド繊維など従来公知の様々な強化繊維が使用可能であり、ハニカムコア構造には従来公知の様々な構造が使用可能である。 第3の繊維強化樹脂層24Cは、コア層26の外周面およびインナーライナー22のドーム部に対応する第2の繊維強化樹脂層24Bの外周面に、第2の繊維強化樹脂層24Bと同様に、フィラメントワインディング法により熱硬化性樹脂を含浸させた強化繊維(フィラメント)を巻き付けて熱硬化させることで設けられている。 なお、第1、第2、第3の繊維強化樹脂層24A、24B、24Cの熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂など従来公知のさまざまな熱硬化性樹脂が使用可能である。 また、第1、第2、第3の繊維強化樹脂層24A、24B、24Cの強化繊維として、ガラス繊維、カーボン繊維など従来公知のさまざまな繊維が使用可能である。

このような構成からなる円筒部12に、タンクポート18を設けるための貫通孔1202が形成されている。

図2、図3に示すように、タンクポート18は、補強シート28、内側部材30、外側部材32を含んで構成されている。 貫通孔1202の周囲の円筒部12の外周面箇所に補強シート28が接着剤により取着されている。 補強シート28は、開口部2802を有している。 補強シート28は、繊維強化樹脂で形成されている。 補強シート28に用いる熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂など従来公知のさまざまな熱硬化性樹脂が使用可能である。 また、補強シート28に用いる強化繊維として、ガラス繊維、カーボン繊維など従来公知のさまざまな繊維が使用可能である。 補強シート28は、開口部2802と貫通孔1202とを同軸上に位置させて貫通孔1202の周囲全周における円筒部12の外周面箇所に取着され、貫通孔1202の周囲全周における円筒部12の箇所を補強している。

内側部材30は、内側筒状部3002と、内側取り付け板部3004とを有している。 内側筒状部3002は、円筒部12の内部から貫通孔1202に挿通されて円筒部12の外周面から突設している。 内側取り付け板部3004は、円筒部12の内周面から突出する内側筒状部3002の基端から内側筒状部3002の全周にわたり内側筒状部3002の半径方向外側に拡がっている。 内側取り付け板部3004は、インナーライナー22の内周面に接着剤により取着されている。 本実施の形態では、補強シート28、内側取り付け板部3004は、航空機用水タンク2の内圧によるせん断応力に耐える面積で形成されている。 また、内側取り付け板部3004と補強シート28とは同一の面積で同一の輪郭で設けられ、これによりタンクポート18の周囲の円筒部12の部分の補強を効率よく行なうように図られている。

外側部材32は、外側筒状部3202と、外側取り付け板部3204とを備えている。 外側筒状部3202は、開口部2802から突設する内側筒状部3002の部分の外周面に接着剤により取着されている。 外側取り付け板部3204は、外側筒状部3202の基端から外側筒状部3202の全周にわたり外側筒状部3202の半径方向外側に拡がっている。 外側取り付け板部3204は、開口部2802の周囲の補強シート28の箇所に接着剤により取着されている。

本実施の形態によれば、タンクポート18は、補強シート28、内側部材30、外側部材32を含んで構成され、貫通孔1202の周囲全周の円筒部12部分が内側取り付け板部3004と補強シート28とで挟まれ補強されている。 したがって、航空機用水タンク2の内圧により円筒部12の半径方向外側に生じる力は、内側取り付け板部3004と補強シート28を介して貫通孔1202の周囲全周の円筒部12部分で分散して受けることになる。 また、航空機用水タンク2の内圧により円筒部12の周方向および軸方向に生じる力は、内側取り付け板部3004と補強シート28を介して貫通孔1202の周囲全周の円筒部12部分で分散して受けることになる。 そのため、タンクポート18の周囲の円筒部12部分において、円筒部12の半径方向における強度と、円筒部12の周方向および軸方向における強度との双方を確保することができる。 また、内側取り付け板部3004と補強シート28とでタンクポート18の周囲の円筒部12の部分を補強することから、従来のように、ハニカム構造のコア層26にポッティングコンパウンドを充填硬化させたり、コア層26と繊維強化樹脂層24との間にガラス繊維からなる補強シートを複数枚設ける必要がなく、部品コストの低減、作業の効率化を図る上で有利となる。 また、ポッティングコンパウンドを充填しないため、その分航空機用水タンク2の軽量化を図る上でも有利となる。

2 航空機用水タンク 12 円筒部 1202 貫通孔 14 ドーム部 16 タンク本体 18 タンクポート 22 インナーライナー 24 繊維樹脂強化層 24A 第1の繊維樹脂強化層 24B 第2の繊維樹脂強化層 24C 第3の繊維樹脂強化層 26 コア層 28 補強シート 2802 開口部 30 内側部材 3002 内側筒状部 3004 内側取り付け板部 32 外側部材 3202 外側筒状部 3204 外側取り付け板部