JP2007502233A - 複合封止装置および窓組立体 - Google Patents

Abstract

複合封止装置を組み入れた窓組立体が提供される。複合封止装置は第一の封止部材と該第一の封止部材よりも堅固な第二の封止部材とを有している。
【選択図】 図２

Description

本発明は封止装置を組み入れた窓組立体に関し、さらに明確には本発明は複合封止装置および複合封止装置の製造方法に関する。

窓、例えば飛行機タイプの窓は、乗物の構造物の一部であるフレーム８に取付けられている。図１に示されるように典型的な飛行機用窓（例えば透明窓）１０は積層構造であって一つまたは複数の主要プライ（ｍａｉｎ ｐｌｙ）または主要層１２を含んでいる。主要プライ１２は典型的にはポリカーボネート、アクリル、またはガラスから形成されている。典型的にはポリウレタンまたはポリビニルから形成される中間層１４は典型的には主要プライ１２の外面に結合される。面プライ１６（ｆａｃｅ ｐｌｙ）または面層は中間層１４の頂面に結合される。面プライ１６は典型的にはガラスから形成されているが、面プライ１６がプラスチックから形成されていてもよい。面プライ１６の除霜および面プライ１６に氷が形成されるのを防止する目的で、ヒータ層またはヒータ用被覆部１５を面プライ１６の内面に付加して面プライ１６を加熱できるようにしてもよい。

面プライ１６は主要プライ１２の端部まで延在していない。実際には主要プライ１２の端部分１８は面プライ１６および中間層１４によって被覆されていない。この端部分１８はフレーム８に係合している。典型的には、主要プライ１２の端部分１８は留め具２０によって窓用フレームに固定されているか、または端部分１８が風防ガラスの端部分を単に把持していてもよい。

主要プライ１２がフレーム８に取付けられるときには、ギャップ２２がフレーム８の端部と面プライ１６および中間層１４の端部との間に形成されている。このギャップ２２によって、窓、つまり主要プライ１２、面プライ１６および中間層１４の拡大および縮小が可能となる。このギャップ２２は封止材、典型的には多硫化物封止材により封止されている。ギャップを通じて水分が進入するのを防止するために、この封止材はギャップ２２内を充填して面プライ１６上に延びており、それにより、こぶ状の封止部２４を形成している。典型的には、こぶ状の封止部は約１２．７０ｍｍ（０．５インチ）にわたって面プライ１６上に延びている。

面プライ１６の外面上に延びることによって、こぶ状封止部は外部環境にさらされることになり、それにより、こぶ状封止部にエロージョン、クラックおよび上昇分離が生じやすくなり、このことによって、水分が積層構造の窓１０内に進入するという結果になる。その結果、こぶ状封止部を頻繁に検査および修繕して窓部の剥離および／またはヒータ層の破損を防止する必要がある。

こぶ状封止部の他の問題は、面プライ１６上の特定量だけ延びるためにこぶ状封止部は特定厚さの特定量の封止剤を必要とするので、こぶ状封止部を製造するのに費用がかかることである。その結果、こぶ状封止部を形成して制御する工程はかなり労力を要する。こぶ状封止部に当接する面プライ１６の縁部が剥離することによって、こぶ状封止部も破損する場合がある。さらに、封止部がフレームおよびプライに結合しているので、封止部を修繕する目的で窓部を分解するためには、かなりの出費および労力が必要とされる。

通常の飛行機用窓組立体に対する追加の問題は、時間の経過と共に面プライがその縁部において中間層１４から分離、つまり剥離すること、および／または中間層１４および面プライ１６が主要プライ１２から剥離することである。このような剥離作用によっても封止部は破損し、飛行機用窓部が頻繁に損傷する結果になる。

実際に、フレームと面プライおよび／またはそのようなシステムを組み入れた窓組立体との間の封止部は、エロージョン、クラックおよび上昇分離作用に対してさらに大きい耐性が要求され、面プライの縁部の剥離作用に対する耐性を呈することが要求され、さらに、製造および分解修理がさらに容易であることが要求される。

複合封止装置を組み入れた窓組立体が提供される。一つの典型的な態様においては、窓組立体が、窓用フレームと、該フレームに結合されていて該フレームを越えて延びる第一の透明窓用プライと、該第一のプライに結合された第二の透明窓用プライとを含み、前記第一のプライは前記フレームを越えて延びていて前記フレームから離間している。さらに、窓組立体は複合封止装置を具備し、該複合封止装置は、前記フレームと前記第一のプライとの間に挟まれていて前記フレームを越えて前記第二のプライ上に延びる。複合封止装置は、第一の封止部材と、前記第一の封止部材に結合または取付られた第二の部材とを具備する。該第二の部材は前記第一の封止部材よりも堅固である。前記第二の部材は前記フレームと前記第一の封止部材との間に挟まれていて前記フレームを越えて前記第一の封止部材上に延びる。他の典型的な態様においては、前記第一のプライが前記フレームに固定または結合されており、該フレームに固定されるときに、前記フレームは前記第二の部材に圧力を掛け、前記第二の部材は前記第二のプライ上に延びる前記第一の封止部材に圧力を掛け、それにより、前記第二の封止部材が前記第二のプライ上において圧縮されるようにした。他の典型的な態様においては、第一の封止部材は、第二の部材を越えて延びる一部分を有している。他の典型的な態様においては、第二の部分はケブラー（登録商標）または他の高モジュラス材料から形成されている。他の典型的な態様においては、前記複合封止装置は、該複合封止装置が延びている前記第二のプライの一部分が前記第一のプライに対して剥離するのを妨げる。

さらに他の典型的な態様においては、窓組立体が、窓用フレームと、該フレームに結合された透明窓と、前記フレームと前記透明窓との間に挟まれた複合封止装置とを具備する。他の典型的な態様においては、該複合封止装置は、第一の封止部材と、前記第一の封止部材に結合された第二の部材とを具備する。前記第二の部材は前記第一の封止部材よりも堅固であり、前記第二の部材は、前記第二の部材上の第一の位置において掛けられる力を、前記第一の位置から離間した前記第一の封止部材上の第二の位置まで荷重作用方向に対して横方向の方向に沿って伝達するのに十分な剛性を有している。他の典型的な態様においては、第二の部材は繊維状材料である。

前述した典型的な態様において、封止部材は弾性材料、例えばエラストマから形成されうる。

例えば図２に示されるように、典型的な実施形態においては、複合封止装置１００は外面を形成する外側部分１０２と、内面を形成するエラストマ１０６から形成されていて封止部材を形成する内側部分１０４とを有している。外側部分１０２は内側部分１０４よりも堅固である。典型的な実施形態においては、外側部分１０２は複合材料、例えばケブラー（登録商標）または他の高モジュラス材料から形成されている。他の典型的な実施形態においては、外側部分１０２は種々のガラス繊維材料または金属から形成されていてもよい。エラストマ１０６は複合表面に結合される。典型的な実施形態においては、外側部分１０２は型に配置されて形成されている。典型的な実施形態においてはポリウレタン材料であるエラストマ１０６の材料を型に配置して硬化させ、それにより、エラストマ１０６が外側部分１０２の材料と結合するようにする。

本願明細書で使用される単語「内」および「外」は相対的用語であり、異なる部材または構造物の相対位置を図面上で説明する目的で使用される。これら用語は、それら部材または構造物の厳密な位置を説明するものと解釈すべきでない。

外側部分１０２および内側部分１０４を単一構造物として形成し、それにより、これら外側部分１０２および内側部分１０４が窓組立体１０、例えば図３に示される窓組立体１０全体を封止するための単一の複合封止装置１００を形成するようにしてもよい。別の典型的な実施形態においては、外側部分１０２および内側部分１０４のうちの一方または両方を部分的に区分けして形成するようにしてもよい。

図２に示される典型的な実施形態においては、外側部分１０２は相対的に平坦な平坦区分１０８を有しており、この平坦区分１０８から湾曲区分１１０が延びている。フレーム８の端部分１１４には角度が付けられており、複合封止装置１００の外側部分１０２の平坦区分１０８に係合する内面１１６を形成している。典型的な実施形態においては、フレーム８の内面１１６は複合封止装置１００の外側部分１０２の平坦区分１０８の外面と相補形状になっている。図示しない別の典型的な実施形態においては、フレーム８の端部分１１４には角度が付けられていないものの、端部分１１４は、複合封止装置１００の外側部分１０２の平坦区分１０８に係合する段差付きまたは角度付き内面１１６を有している。

図４に示される典型的な実施形態においては、エラストマ１０６は、複合封止装置１００の湾曲した外側部分１０２の下方に在る第一の端部においてバルブ１２０（ｂｕｌｂ１２０）を形成している。エラストマの隆起部１２２がバルブ１２０から離間した場所においてエラストマ１０６から延びている。窓組立体に取付けたときに、主要プライ１２と面プライ１６とに内接するように隆起部１２２は形成されている。図４に示される典型的な実施形態においては、隆起部１２２の一つの縁部１３８は主要プライ１２に内接しており、他の縁部１３９は面プライ１６の縁部１４３に内接している。特定の適用例においては、シム１２１（図２に示される）は窓組立体１０に係合する面プライ１６の外面１２３と主要プライ１２の表面１２５との間の許容誤差を制御するのに使用される。エラストマ１０６は複合封止装置１００の外側部分１０２を越えて延びていてもよく、また、エラストマ１０６は、例えば図２および図４に示されるようにエラストマ１０６の遠位端がバルブ１２０から主要プライ１２の端部１２５まで延びるのに十分な長さを有していてもよい。例えば図４に示されるように、隆起部またはニブ１２６は、複合封止装置１００の外側部分１０２を越えて延びるエラストマ１０６の一部分の一方の面または両方の面から延びうる。ニブ１２６は複合封止装置１００のエラストマ１０６の内方部分と両方の封止表面、例えば主要プライ１２および／またはフレーム８との間の封止性能の保全性を向上させる。図４に示される典型的な実施形態においては、ニブ１２６は、エラストマ１０６を貫通して形成された開口部１２７の両側と両方の封止表面の間の静的な封止性能を向上させるためにエラストマ１０６の両方の表面とに形成されている。この開口部１２７は留め具２０を挿入するのに使用される。

図４、図５および図６は図３の線４−４、線５−５および線６−６にそれぞれ沿ってみた断面図であることに留意されたい。さらに、図４、図５および図６に示されるエラストマ１０６は、エラストマ１０６の一部分、例えば図５において窓組立体に重畳する一部分１４０、１４２が圧縮されている。この点に関し、圧縮されているエラストマ１０６の量がこれら図面に示されている。

例えば図２および図４に示されるように、複合封止装置１００は主要プライ１２とフレーム８との間に配置されていて、面プライ１６上に延びている。典型的な実施形態においては、主要プライ１２をフレーム８に固定するのに使用されるあらゆる留め具２０を通すのに適切な開口部１２７が複合封止装置１００に形成されている。典型的な実施形態においては、複合封止装置１００は主要プライ１２上に位置決めされ、それにより、複合封止装置１００のエラストマ１０６部分のバルブ１２０が面プライ１６上に延びるようになり、隆起部１２２が面プライ１６の端部および主要プライ１２に当接するようになる。フレーム８は複合封止装置１００上に取付けられ、それにより、フレーム８の端部分の内面１１６が複合封止装置１００の外側部分１０２の平坦区分１０８に係合するようになる。

フレーム８および主要プライ１２が一緒に結合されて、例えば留め具２０が使用される場合には留め具２０が固定されると、留め具２０によってフレーム８および主要プライ１２が一緒に係合し、それにより、フレーム８の内面１１６が複合封止装置１００の外側部分１０２上に力を及ぼすようになる。フレーム８および主要プライ１２が一緒にされると、負荷がフレーム８から複合封止装置１００の外側部分１０２上に掛かり、それにより、内方のエラストマ部分よりも堅固な複合封止装置１００の外側部分１０２が偏向し、エラストマ１０６に力が及ぼされ、その結果、隆起部１２２が圧縮されて、面プライ１６の端部と主要プライ１２との間に封止部が形成され、さらにバルブ１２０が圧縮して、面プライ１６の外面上に封止部が形成される。さらに明確には、典型的な実施形態において、例えば図４に示されるように、隆起部１２２の縁部１３８が主要プライ１２に対して封止部を形成し、隆起部１２２の縁部１３９が面プライ１６の縁部に対して封止部を形成する。より堅固であることから分かるように、フレーム８によって掛けられた負荷が負荷の作用点から外側部分１０２によって負荷の作用点よりも遠方の位置まで転移される。さらに、複合封止装置１００の外側部分１０２を越えて延びるエラストマ１０６の一部分に形成されたニブ１２６が圧縮されて、フレーム８と主要プライ１２との間に封止部を形成する。

フレーム８によって複合封止装置１００の外側部分１０２に対して掛けられる力は、フレーム８の端部分における内面１１６の角度１３２を窓部のプライの面、例えば面プライ１６の外面に対して変更するか、または複合封止装置１００の内側部分１０４の平坦区分１０８を窓部のプライの面、例えば面プライ１６の外面に対して変更することによって制御できる。掛けられる力は、複合封止装置１００の外側部分１０２の剛性または強度もしくは内側部分１０４の剛性または強度を変更することによって制御することもできる。図示される典型的な実施形態においては、エラストマ１０６のバルブ１２０に内接する面プライ１６とフレーム８の端部分の内面１１６との間の角度１３２は約２９度である。

エラストマ１０６に力を掛けることによって、複合封止装置１００の外側部分１０２は力を提供する。例えば飛行機内の加圧作用によって主要プライ１２が面プライ１６に向かって外側に変更するときに面プライ１６の梃子作用を妨げる把持力も提供し、従って、中間層からの面プライ１６の端部の剥離および／または主要プライ１２からの面プライ１６および中間層の剥離を妨げる。さらに、複合封止装置１００の外側部分１０２によって、内側のエラストマ部分が面プライ１６から離れて上昇するのを妨げると共に、内側のエラストマ部分が外方要素に対して露出するのを保護する。

図４に示される典型的な実施形態においては、各ニブ１２６の厚さは０．７６ｍｍ（０．０３インチ）である。圧縮前において、面プライ１６の縁部１４３から測定すると、複合封止装置１００は面プライ１６上に９．３９ｍｍ（０．３７インチ）だけ延びている。典型的な実施形態においては、複合封止装置１００の外側部分１０２の厚さは約１．５２ｍｍ（０．０６インチ）である。さらに、典型的な実施形態においては、圧縮されたバルブ１２０部分の厚さは約１．５２ｍｍ（０．０６インチ）である。

別の実施形態においては、エラストマの隆起部１２２は中空であってもよく、つまり、図２に示されるように中空空間１４５を備えていてもよく、それにより、さらに可撓性を有するようにできる。別の典型的な実施形態においては、図６において点線で示されるように、エラストマ１０６が、主要プライ１２および面プライ１６の縁部１４３に押し当たって封止するためにさらに球形の隆起部１４６を有していてもよく、また、エラストマ１０６がさらに鋭いバルブ１４８部分を有していてもよい。図６において点線で示されるように、面プライ１６上に延びる複合封止装置１００の部分全体がさらに長いように形成されていてもよい。さらに別の典型的な実施形態においては、複合封止装置１００の外側部分１０２および内側部分１０４が一緒に成形されてもよく、別々に成形されてその後互いに結合されてもよく、また互いに結合されなくてもよい。他の典型的な実施形態においては、エラストマ１０６の代わりに、他の弾性材料を使用して、複合封止装置１００の内側部分１０４を形成し、それにより、複合封止装置１００の内側部分１０４が複合封止装置１００の外側部分１０２ほど堅固でなくてもよい。

さらに、複合封止装置１００を組み入れた窓組立体は、複合封止装置１００の外側部分１０２がフレーム８に結合していないので、通常の封止装置を組み入れた窓組立体よりも分離するのが容易である。

本願明細書において典型的な実施形態について説明したが、当業者であれば、請求の範囲の範囲または均等論の範囲において、別の複合封止装置および／またはそのような複合封止装置を組み入れた窓組立体を形成または導出することが想定される。

通常の窓組立体の断面図である。 本発明に基づく典型的な実施形態の複合封止装置を組み入れている典型的な窓組立体の断面図である。 本発明に基づく典型的な実施形態の複合封止装置を組み入れている典型的な窓組立体の頂面図である。 図３に示される線４−４に沿ってみた窓組立体の断面図である。 図３に示される線５−５に沿ってみた窓組立体の断面図である。 図３に示される線６−６に沿ってみた窓組立体の断面図である。

Claims (24)

1. 窓組立体が、
   窓用フレームと、
   該フレームに結合されていて該フレームを越えて延びる第一の透明窓用プライと、
   該第一のプライに結合された第二の透明窓用プライとを含み、前記第一のプライは前記フレームを越えて延びていて前記フレームから離間しており、
   さらに、
   前記フレームと前記第一のプライとの間に挟まれていて前記フレームを越えて前記第二のプライ上に延びる複合封止装置を含み、該複合封止装置は、
   第一の封止部材と、
   前記第一の封止部材に結合された第二の部材とを具備し、該第二の部材は前記第一の封止部材よりも堅固であり、前記第二の部材は前記フレームと前記第一の封止部材との間に挟まれていて前記フレームを越えて前記第一の封止部材上に延びる窓組立体。
2. 前記第一の封止部材が前記第二の部材に結合されている請求項１に記載の窓組立体。
3. 前記第一のプライが前記フレームに固定されており、該フレームに固定されるときに、前記フレームは前記第二の部材に圧力を掛け、前記第二の部材は前記第二のプライ上に延びる前記第一の封止部材に圧力を掛け、それにより、前記第二の封止部材が前記第二のプライ上において圧縮されるようにした請求項２に記載の窓組立体。
4. 前記フレームに結合されるときに、前記フレームは前記第二の部材に圧力を掛け、前記第二の部材は前記第二のプライ上に延びる前記第一の封止部材に圧力を掛け、それにより、前記第二の封止部材が前記第二のプライ上において圧縮されるようにした請求項１に記載の窓組立体。
5. 前記複合封止装置が延びている前記フレームの端部分が前記第一のプライから離間するよう湾曲している請求項４に記載の窓組立体。
6. 前記複合封止装置の前記第二の部材が繊維状複合材料である請求項４に記載の窓組立体。
7. 前記複合封止装置の前記第二の部材がケブラー（登録商標）である請求項４に記載の窓組立体。
8. 前記第二の部材が金属を含む請求項４に記載の窓組立体。
9. 前記第二のプライ上に延びる前記複合封止装置の前記第一の封止部材がバルブ部分を具備し、前記前記第一のプライが前記フレームに結合されるときに前記バルブ部分は前記第二のプライに押し当たって圧縮される請求項４に記載の窓組立体。
10. 前記複合封止装置の前記第一の封止部材が前記バルブから離間した隆起部を具備し、該隆起部は前記第二のプライの縁部と前記第一のプライと前記フレームとの間に挟まれている請求項９に記載の窓組立体。
11. さらに、前記隆起部を通る開口部が形成されていて、前記隆起部の可撓性を高めるようにした請求項１０に記載の窓組立体。
12. 前記複合封止装置の前記第一の封止部材が前記第二のプライを越えて延びていて前記フレームと前記第一のプライとの間に挟まれる一部分を具備する請求項１０に記載の窓組立体。
13. 前記複合封止装置の前記第一の封止部材が具備していて前記第二の部材を越えて延びると共に前記フレームと前記第一のプライとの間に挟まれている前記一部分が、前記第一の封止部材の前記一部分の両面から延びるニブを具備しており、前記フレームが前記第一のプライに結合されるときに、前記第一の封止部材の前記一部分の一方の表面から延びるニブが前記フレームに押し当たって圧縮され、前記第一の封止部材の前記一部分の反対側の面から延びるニブが前記第一のプライに押し当たって圧縮される請求項１２に記載の窓組立体。
14. 前記複合封止装置の前記第一の封止部材が隆起部を具備し、該隆起部が前記第二のプライの縁部と前記第一のプライと前記フレームとの間に挟まれるようにした請求項４に記載の窓組立体。
15. 前記複合封止装置の前記第一の封止部材が、前記第二の部材を越えて延びていて前記フレームと前記第一のプライとの間に挟まれた一部分を具備する請求項４に記載の窓組立体。
16. 前記複合封止装置の前記第一の封止部材が具備していて前記第二の部材を越えて延びると共に前記フレームと前記第一のプライとの間で挟まれている前記一部分が、前記第一の封止部材の前記一部分の両面から突出するニブを具備し、前記フレームが前記第一のプライに結合されるときに、前記第一の封止部材の前記一部分の一方の表面から延びる前記ニブが前記フレームに押し当たって圧縮され、前記第一の封止部材の前記一部分の反対側の表面から延びる前記ニブが前記第一のプライに押し当たって圧縮される請求項１５に記載の窓組立体。
17. 前記第一の透明窓用プライは透明窓用主要プライであり、前記第二の透明窓用プライは透明窓用面プライである請求項４に記載の窓組立体。
18. 前記複合封止装置は、該複合封止装置が延びている前記第二のプライの一部分が前記第一のプライに対して剥離するのを妨げる請求項４に記載の窓組立体。
19. 前記第一の封止部材が第一部分を具備し、該第一部分は前記第二の部材に取付けられており、前記第一部材は前記第一部分から横方向に延びる第二部分を具備する請求項１に記載の窓組立体。
20. 前記第一の封止部材が弾性材料である請求項１に記載の窓組立体。
21. 窓組立体が、
    窓用フレームと、
    該フレームに結合された透明窓と、
    前記フレームと前記透明窓との間に挟まれた複合封止装置とを具備し、該複合封止装置は、
    第一の封止部材と、
    前記第一の封止部材に結合された第二の部材とを具備し、
    前記第二の部材は前記第一の封止部材よりも堅固であり、前記第二の部材は、前記第二の部材上の第一の位置において掛けられる力を、前記第一の位置から離間した前記第一の封止部材上の第二の位置まで荷重作用方向に対して横方向の方向に沿って伝達するのに十分な剛性を有している窓組立体。
22. 前記第二の部材が繊維状材料である請求項２１に記載の窓組立体。
23. 前記第一の封止部材がエラストマ材料である請求項２１に記載の窓組立体。
24. 窓組立体が、
    窓用フレームと、
    該フレームに結合された透明窓と、
    前記フレームと前記透明窓との間に挟まれた複合封止装置とを具備し、該複合封止装置は、
    第一の封止部材と、
    前記第一の封止部材に結合された第二の部材とを具備し、
    前記第二の部材は前記第一の封止部材よりも堅固である窓組立体。

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