CN102574572B - 具有电磁屏蔽的航空器的座舱窗、航空器 - Google Patents

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Abstract

提供一种航空器的座舱窗、航空器，能够以低成本可靠且容易地设置用于防止电磁噪声的电磁屏蔽膜。在窗部(21)设置有电磁屏蔽膜(27)，在电磁屏蔽膜(27)与由导电性材料构成的外护圈(22)之间设置有导电性薄膜(41)。导电性薄膜(41)被设置为，经由连接构件(40)与电磁屏蔽膜(27)连接，向窗部(21)的外周侧导出而沿着窗部(21)的外周部，并与外护圈(22)电连接。由此，在窗部(21)与外护圈(22)的配合部分，没有间隙地形成由导电性材料构成的膜。此外，导电性薄膜(41)具有挠性。

Description

具有电磁屏蔽的航空器的座舱窗、航空器
技术领域
本发明涉及一种具有电磁屏蔽的航空器的座舱窗、航空器。
背景技术
对于作为来自无线电(Radio)、电视机(Television)、雷达(Radar)、发射器(Emitters)、以及其它来源的电磁环境(Electro-Magnetic Environment)的高辐射电场强度(HIRF：High Intensity Radiated Fields)，航空器必须在巡航飞行中或起飞和降落时不发生误动作、意外的行为(Up-Set)等，以使得能够安全地飞行。因此，必须实施FAA(联邦航空局：Federal AviationAdministration)的规章(Regulations)即在(14CFR)§§23.1308，25.1317，27.1317以及29.1317，High-intensity Radiated Fields(HIRF)protection中要求的HIRF保护对策。
基于以下理由，近年来，保护航空器的电气/电子系统的重要性显著提高。
1)对于执行航空器的持续的安全飞行和降落所需的功能的电气/电子系统的更多的依赖；
2)因航空器的设计中使用的某种复合材料引起的电磁屏蔽的降低；
3)伴随数据总线及处理器的动作速度的高速化、更高密度的IC及卡、以及电子设备的更高灵敏度而产生的电气/电子系统对HIRF的敏感性(Susceptibility)的提高；
4)使用频率向特别是1GHz以上的高频带的扩展；
5)伴随RF发射器的数量和电力的增加而产生的HIRF环境的严酷性的提高；
6)暴露于HIRF时一部分航空器受到的恶劣影响。
另一方面，在航空器内，由于便携电话、游戏机、笔记本型个人计算机等各种电子设备、附加在航空货物上的有源型RFID(Radio FrequencyIdentification：无线射频识别)标签等PED(Personal Electro Device：个人电子设备)所发出的电波、电磁噪声(以下简单称为电磁噪声)，例如有可能对与管制塔之间的通信、用于在规定的路线上飞行的导航(Navigation)的通信、控制产生恶劣影响。因此，众所周知，对乘客要求节制在航空器内使用各种电子设备。
航空器的机体一般由金属形成，因此电磁噪声主要通过客舱(客座空间)的窗以及座舱(驾驶舱)的窗从客舱向座舱、电子设备室(Avionics Bay)出入。因此，为了防止有可能造成干扰的电磁噪声侵入座舱、电子设备室，在将由丙烯酸等构成的多片窗板层叠而成的客舱的窗上夹入ITO(IndiumTin Oxide：铟锡氧化物)、金、银等的膜来进行设置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本特表2003-523911
发明内容
发明要解决的问题
另一方面，在座舱的窗上已经夹入同样由ITO、金、银等的膜构成的加热器以防冰、防雾。因此，还考虑将构成该加热器的膜用于防止电磁噪声侵入。在窗的外周部，成一体地设置有金属制的护圈(Retainer)安装框，用紧固件将该安装框固定在设置于机体侧的由金属(导电性)材料构成的窗框，由此将座舱的窗安装在机体上。然而，加热膜需要电绝缘，因此如果加热膜与固定框之间有电性间隙，则导致电磁噪声从该间隙侵入座舱内。因此，需要可靠地进行该部分中的膜与固定框之间的配合，在专利文献1所记载的技术中，由于以客舱的窗为对象，因此并没有考虑到这一点。
另外，座舱的窗中有前面侧的主窗和位于其侧方的侧窗。而且，上述膜在主窗中主要是为了防冰而设置的，在侧窗中是为了防雾而设置的。因此，在防雾加热器所要求的电阻值下，加热膜变薄，因此无法得到充分的电磁屏蔽衰减效果。并且，在座舱的窗中，为了用刮水器擦去雨滴等，至少外侧的层由玻璃形成，而除此以外的层不限于玻璃，有时由丙烯酸等形成。
这样，在主窗和侧窗中，膜的用途、其窗板的材质、层叠结构等都有可能不同，因此如上所述膜与固定框之间的配合在主窗和侧窗中分别成为专用的构造，导致成本上升。
另外，为了进行多张窗板的紧固以及向安装框的固定，有时用紧固件将外周部紧固。此时，在将窗板设为玻璃制的情况下，为了防止由于紧固件的紧固力而在窗板上发生裂纹，将窗板外周部的用紧固件进行紧固的部分由比玻璃更柔软的材料(例如玻璃纤维)形成。于是，由于紧固件的紧固力，该部分发生变形，其结果，有可能导致膜剥离。
本发明是基于这种技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够以低成本可靠且容易地设置用于防止电磁噪声的膜的航空器的座舱窗、航空器。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的，本发明的一种航空器的座舱窗，其特征在于，包括：透明的窗板，层叠有多张；内侧的内护圈(Inner retainer)及外侧的外护圈(Outer retainer)，设置于窗板的外周部，夹持窗板；连结构件，连结内护圈和外护圈；密封条，设置于外护圈与窗板之间；电磁屏蔽膜，由导电性材料构成，设置于彼此相对置的两张窗板之间；以及连接薄膜，由导电性材料构成，电连接电磁屏蔽膜的外周部与外护圈。
这样，通过连接薄膜连接彼此相对置的两张窗板之间所设置的电磁屏蔽膜的外周部与由导电性材料构成的外护圈，从而能够可靠地使电磁屏蔽膜与外护圈导通。
此外，优选的是，连接薄膜被设置为，一端夹入于彼此相对置的两张窗板之间而与电磁屏蔽膜电连接，另一端在窗板的外部与外护圈连接，一端与另一端之间的中间部沿着窗板的外周面，封闭电磁屏蔽膜的外周部与外护圈之间。由此，能够防止电磁噪声从电磁屏蔽膜的外周部与外护圈之间侵入。
此时，特征在于，电磁屏蔽膜被设置于比通过内护圈和外护圈紧固的部位靠内周侧的位置，在该部位夹入有连接薄膜。由此，能够防止内护圈和外护圈的紧固力作用于电磁屏蔽膜，即使在窗板的外周部由比玻璃柔软的材料形成的情况下，也能够防止电磁屏蔽膜剥离。
连接薄膜与电磁屏蔽膜可以经由由导电性材料构成的带状的连接构件连接，该连接构件被设置为包围电磁屏蔽膜的外周部。作为这样的连接构件，可以使用编织线。
此外，在多张窗板之间还可以具有用于防冰或防雾的加热层。
本发明还能够提供一种具有上述的具有电磁屏蔽的座舱窗的航空器。
发明效果
根据本发明，通过用连接薄膜连接彼此相对置的两张窗板之间所设置的电磁屏蔽膜的外周部与由导电性材料构成的外护圈这样的简易结构，能够电封闭电磁屏蔽膜与外护圈之间，能够防止电波及电磁噪声从电磁屏蔽膜的外周部与外护圈之间侵入。
此外，即使在窗板外周部的由紧固件紧固的部分由比玻璃柔软的材料形成的情况下，也能够防止电磁屏蔽膜由于紧固件的紧固力而剥离。
这样，能够以低成本可靠且容易地设置用于防止电磁噪声的电磁屏蔽膜。此外，由于将电磁屏蔽膜夹入层叠的窗板之间，因此不受灰尘及飞石等引起的破损、刮水器擦拭的影响，因此在保养机体时不需要进行维护。
附图说明
图1是表示本实施方式中的航空器的座舱部分的图。
图2是表示座舱窗的截面构造、以及向机体的安装构造的截面图。
图3(a)是电磁屏蔽膜与导电性薄膜之间的连接部分的放大截面图，(b)是导电性薄膜与外护圈(Outer retainer)之间的连接部分的放大截面图。
图4是表示侧窗的截面构造的图。
图5是表示座舱窗的其它例的图。
具体实施方式
下面，根据附图所示的实施方式详细说明本发明。
图1是用于说明本实施方式中的航空器10的座舱窗20的结构的图。
如图1所示，座舱窗(主窗)20设置在航空器10的座舱的前方。
如图2所示，座舱窗20安装在形成于构成航空器10的机体的外皮11的开口12上。座舱窗20具有窗部21以及包围其外周部的全周的外护圈22。
窗部21是将多张、在本实施方式是3张窗板23A～23C层叠而构成。在此，在作为主窗的座舱窗20中，窗板23A～23C中至少面向航空器10的机体的外侧的表层的窗板23A被设为玻璃制。并且，在本实施方式中，窗板23A～23C的全部被设为玻璃制。
在窗板23A、23B之间以及窗板23B、23C之间夹入有由PVB(聚乙烯醇缩丁醛)等构成的树脂薄膜24A、24B。
另外，在窗板23A与树脂薄膜24A之间形成有构成用于防冰的加热器的由导电性材料构成的加热层25。该加热层25由通过ITO、金、银等导电性材料所构成的薄膜形成。
并且，在加热层25与树脂薄膜24A之间设置有由氨基甲酸乙酯树脂等构成的中间层26。
在树脂薄膜24A与窗板23B之间夹入有电磁屏蔽膜27。电磁屏蔽膜27是由ITO、金、银等导电性材料形成的薄膜。
在窗板23B、23C的外周部，包围其全周地设置具有与窗板23B、23C相同的厚度的隔离件28A、28B。隔离件28A、28B通过设置于其表面和背面侧的带29A、29B连结在窗板23B、23C。在此，隔离件28A、28B以及带29A、29B例如被设为玻璃纤维制。
而且，隔离件28A、28B以及树脂薄膜24B相对于窗板23A、树脂薄膜24A、加热层25、电磁屏蔽膜27向外周侧突出。
在这种窗部21的外周部与外护圈22之间，具体地说在窗板23A的表面的外周部以及沿向其外周侧突出的窗板23B的表面的部分设置有由橡胶类材料、树脂等构成的密封条(Weather seal)31。密封条31被设置成包围窗部21的外周部的全周。密封条31具有由沿着隔离件28A及窗板23B的部分31a、沿着树脂薄膜24A及窗板23A的外周面上升的部分31b、沿着窗板23A的表面的部分31c构成的曲柄状的截面形状。而且，密封条31内包括同样具有曲柄状的截面形状的Z护圈(芯材)31Z。Z护圈31Z由非导电性材料构成，例如能够设为玻璃纤维制。
在比窗板23A向外周侧突出的部分，密封条31、隔离件28A、28B、树脂薄膜24B被配置于外侧的金属(导电性材料)制的外护圈22和、配置于内侧的密封构件30以及内护圈32所夹持。而且，在这些外护圈22、密封条31、隔离件28A、树脂薄膜24B、隔离件28B、密封构件30、内护圈32中形成有贯通孔33。在贯通孔33的内周面嵌入有具有预先确定的长度的筒状的套筒34，限制外护圈22与内护圈32之间的间隔。
而且，在贯通孔33上插入紧固件(连结构件)35，在从内护圈32向航空器内侧突出的紧固件35的前端部安装垫圈36和螺母37，由此用外护圈22和内护圈32将密封条31、窗板23B、23C、树脂薄膜24B紧固固定。
通过螺栓、铆钉等紧固工具14将外护圈22紧固在构成航空器10的机体的横梁构件13上。该横梁构件13由作为导电性材料的金属构成，在其一侧固定外皮11，在另一侧经由密封构件固定外护圈22。
那么，在如上所述的结构中，电磁屏蔽膜27形成在比通过外护圈22、内护圈32紧固的部分更靠窗部21的内侧(中心侧)的位置处。这是为了防止电磁屏蔽膜27由于外护圈22、内护圈32的紧固力而剥离。是因为只要电磁屏蔽膜27设置在比通过外护圈22、内护圈32紧固的部分更靠内侧的位置处，外护圈22、内护圈32产生的紧固力就不会直接作用于电磁屏蔽膜27。
如图2、图3(a)所示，在电磁屏蔽膜27的外周缘部，包围其全周地设置汇流条(Bus bar)状的连接构件40。该连接构件40优选为平编织线，但也可以由其它导电性材料形成。该连接构件40被设置为夹入电磁屏蔽膜27的表面与树脂薄膜24A之间，并通过焊接等与电磁屏蔽膜27电连接。
此外，在连接构件40的外周侧，以包围电磁屏蔽膜27的全周地方式设置有由Ag、Al、Ni、Cu等材料构成的具有挠性的导电性薄膜(连接薄膜)41。导电性薄膜41的一端41a与连接构件40电连接。此外，导电性薄膜41夹入窗板23B的表面与密封条31之间，从窗部21向外周侧突出地导出。
如图3(b)所示，在导电性薄膜41中，从窗部21向外周侧突出的突出部(中间部)41b朝向外护圈22一侧(机体外方侧)弯折，被设置为沿着密封条31的外周部。该突出部41b包围密封条31的全周，其前端部41c在外护圈22上没有间隙地设置。在密封条31的角为曲面形状的情况下，也可以在将导电性薄膜弯折切断之后，将其它导电性薄膜沿着密封条的外周部粘贴。
在突出部41b上，在其周方向的一部分突出形成有接头(Tab)(另一端)41d。接头41d沿着外护圈22的背面侧而弯折，在外护圈22上通过紧固件等电接地(Bonding)。接地部位设为最小的点(Point)，但为了提高屏蔽性能，也可以设为全周(Peripheral)。
根据上述结构，在窗部21设置有电磁屏蔽膜27，在该电磁屏蔽膜27与由导电性材料构成的外护圈22之间设置有导电性薄膜41。该导电性薄膜41被设置为向窗部21的外周侧突出而沿着密封条31(窗部21)的外周部，在外护圈22上电接地。由此，在窗部21与外护圈22、机体的外皮11的配合部分，能够没有电间隙地形成由导电性材料构成的膜，能够可靠地防止电磁噪声向座舱侵入。
此时，导电性薄膜41具有挠性，因此即使作用有外护圈22和内护圈32的紧固力时，也能够避免其剥离或破损。此外，这样具有挠性的导电性薄膜41，在将向窗部21的外周侧突出的部分沿着密封条31的外周部弯折的情况下，也能够容易地进行其施工。
这样，能够以低成本可靠且容易地设置用于防止电磁噪声侵入的电磁屏蔽膜。
另外，上述结构可在不脱离本发明的主旨的范围内适当变更。以下，列举其变形例。另外，在此，在以下变形例中，对与上述结构共同的结构标以相同符号并省略其说明。
首先，上述结构中说明了作为主窗的座舱窗20，但也能够适用于座舱的侧窗50。图4是表示座舱的侧窗50上适用本发明的情况的结构的图。
如该图4所示，在侧窗50中，为了用于防雾，将加热层25设置于更靠航空器内侧的窗板23C与树脂薄膜24B之间。除此之外的结构与图2所示的座舱窗20相同。
由此，在电磁屏蔽膜27上经由连接构件40，在同一层上设置导电性薄膜41，此外，导电性薄膜41向密封条31的外周侧导出而沿着密封条31的外周部弯折，在外护圈22上电接地。设置用于防止电磁噪声侵入的电磁屏蔽膜的结构在座舱窗20和侧窗50中能够通用。由此，能够抑制生产成本上升。
此外，在上述结构中，窗板23B、23C由玻璃制成，但其也可以由丙烯酸树脂制成。图5是表示窗板23D、23E由丙烯酸制成的情况的例子的图。在该情况下，可以不设置隔离件28A、28B，而是在窗板23D、23E上直接形成贯通孔33并通过紧固件35紧固。
在该情况下，电磁屏蔽膜27夹在窗板23D、23E之间，在其外周部连接导电性薄膜(连接薄膜)52。该导电性薄膜52被设置为沿着窗部21的外周部即窗板23D的外周面，通过周方向多个部位上所设置的接头52a在外护圈22上电接地(Bonding)。
在该结构中，通过导电性薄膜52也能够封闭电磁屏蔽膜27与外护圈22的间隙，因此能够获得与上述图2、4所示的情况相同的效果。
另外，在上述实施方式中，可以适当变更构成窗部21的窗板的层数、层叠结构、材质等。此外，设置电磁屏蔽膜27的层也可以是除了上述层以外的层。在该情况下，也必须通过导电性薄膜41、52对与外护圈22之间进行封闭。
除此之外，只要不脱离本发明的主旨，则可以选择性地取舍上述实施方式中所列举的结构，或者适当变更为其它结构。
符号的说明
10...航空器，11...外皮，12...开口，13...横梁构件，14...紧固工具，20...座舱窗，21...窗部，22...外护圈，23A～23E...窗板，24A、24B...树脂薄膜，25...加热层，27...电磁屏蔽膜，28A、28B...隔离件，31...密封条，32...内护圈，33...贯通孔，34...套筒，35...紧固件(连结构件)，40...连接构件，41、52...导电性薄膜(连接薄膜)，41a...一端，41b...突出部(中间部)，41c...前端部，41d...接头(另一端)，50...侧窗。

Claims (5)

1.一种具有电磁屏蔽的航空器的座舱窗，其特征在于，包括：
透明的窗板，层叠有多张；
内侧的内护圈及外侧的外护圈，由导电性材料构成，设置于上述窗板的外周部，夹持上述窗板；
连结构件，连结上述内护圈和上述外护圈；
密封条，设置于上述外护圈与上述窗板之间；
电磁屏蔽膜，由导电性材料构成，设置于彼此相对置的两张上述窗板之间；以及
连接薄膜，跨越全周地在上述外护圈上电接地，由导电性材料构成，电连接上述电磁屏蔽膜的外周部与上述外护圈，
在多张上述窗板之间还具有用于防冰或防雾的加热层。
2.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽的航空器的座舱窗，其特征在于，
上述连接薄膜被设置为，一端夹入于彼此相对置的两张上述窗板之间而与上述电磁屏蔽膜电连接，另一端在上述窗板的外部与上述外护圈连接，上述一端与上述另一端之间的中间部沿着上述窗板的外周面，封闭上述电磁屏蔽膜的外周部与上述外护圈之间。
3.根据权利要求2所述的具有电磁屏蔽的航空器的座舱窗，其特征在于，
上述连接薄膜与上述电磁屏蔽膜经由由导电性材料构成的带状的连接构件连接，该连接构件被设置为包围上述电磁屏蔽膜的外周部。
4.根据权利要求1所述的具有电磁屏蔽的航空器的座舱窗，其特征在于，
上述电磁屏蔽膜被设置于比通过上述内护圈和上述外护圈紧固的部位靠内周侧的位置，在上述部位夹入有上述连接薄膜。
5.一种航空器，其特征在于，
具有权利要求1至4中任一项所述的具有电磁屏蔽的座舱窗。
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