JP2011098675A - 耐雷ファスナ、キャップ、ファスナ部材、耐雷ファスナの取り付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁性を確実に確保したうえで、作業性および品質安定性を向上し、ひいては機体の安全性を高め、製造コストを低減することのできる耐雷ファスナ、キャップ、ファスナ部材、耐雷ファスナの取り付け方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ファスナ本体２５の頭部２５ｂに頭部キャップ５０を備え、ファスナ本体２５の軸部２５ｓに軸部キャップ３０を備えることで、ファスナ部材２４への雷の直撃、落雷した場合のファスナ部材２４からのアーク放電の発生を抑えることができる。また、頭部キャップ５０に穴５２を形成し、この穴５２にネジ溝５２ａを形成しておくことで、ファスナ部材２４に頭部キャップ５０を確実かつ容易に位置決めして取り付けることができ、取付後においても頭部キャップ５０の脱落を確実に防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機の機体に用いられる耐雷ファスナ、キャップ、ファスナ部材、耐雷ファスナの取り付け方法に関する。

航空機の機体を構成する翼や車輪を備えた脚等、各種部材においては、翼や脚の表面を形成する表面パネルや、各種機器等の構造材への取付に、ファスナ部材（留め具）を用いている。
ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、互いに固定すべき二つの部材の双方に形成された貫通孔に挿入し、その先端部を固定金具で固定することで、二つの部材を締結する。

ところで、航空機においては、落雷対策を万全に期す必要がある。このため、ファスナ部材への雷の直撃を避ける必要がある。また、ファスナ部材で締結された二つの部材が異なる材料で形成されている場合、落雷時に、二つの部材間の電位差により、二つの部材の界面に沿った方向にアーク放電（スパーク）が発生する。そこで、この被雷時におけるアーク放電の発生を確実に抑える必要がある。

従来、図９に示すように、翼１等の内部側において、第一の部材２および第二の部材３を貫通するファスナ部材４のファスナ本体４ａおよび固定金具４ｂから離間した状態にキャップ６が取り付けられ、ファスナ本体４ａおよび固定金具４ｂとの間に空気で満たされた空隙７を形成する構造が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開平２−７３９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、キャップ６をファスナ部材４に対して位置決めできる構造とはなっておらず、キャップ６の取付位置は作業者に依存する。このため、キャップ６の中心とファスナ部材４の中心とが大きくずれる可能性もある。空隙７においてファスナ部材４とキャップ６との間隙が小さい場所が生じると、キャップ６の機能（耐雷性）が低下する。最悪の場合、キャップ６がファスナ部材４に接触してしまった状態で取り付けられれば、キャップ６の機能そのものが大きく損なわれることもある。
また、キャップ６は、図９（ａ）に示すように、接着剤９で第二の部材３に取り付けられたり、図９（ｂ）に示すようにゴム（絶縁材料）１０で外周をカバーしているため、取付現場において、接着作業、ゴム１０の塗布作業が必要であり、作業の手間がかかる。航空機においては、空間が狭く、奥まった位置において上記したような作業を行わなければならないこともあり、作業性が非常に悪い。しかも、このようなファスナ部材４は、数千〜数万箇所設けられるため、作業性の悪化はコスト上昇に直結する。
さらに、上記したような作業は、いわゆる手作業であり、作業者によって、施工品質にばらつきが出やすく、これは信頼性にも影響する。

また、脚やラダー等、中空構造ではない部材においては、ファスナ部材の両端が機体の外部に露出することがあり、このような場合、ファスナ部材の両端における耐雷性を確保する必要がある。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、耐雷性を確実に確保したうえで、作業性および品質安定性を向上し、ひいては機体各部の安全性を高め製造コストを低減することのできる耐雷ファスナ、キャップ、ファスナ部材、耐雷ファスナの取り付け方法を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明の耐雷ファスナは、航空機の機体を構成する第一の部材に第二の部材を締結するため、軸部を第一の部材側から第一の部材および第二の部材を貫通させて第二の部材側に突出させたファスナ部材と、第二の部材側に突出したファスナ部材の軸部を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなる第一のキャップと、第一の部材側において、ファスナ部材の頭部を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなる第二のキャップと、を備える。そして、ファスナ部材の頭部において、第一の部材から離間する側に、第二のキャップが係合される係合部が形成され、第二のキャップは、その内周面の中心部に、係合部に係合する被係合部が形成され、被係合部が係合部に係合された状態で、被係合部以外の部分においてファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられていることを特徴とする。このように、第二のキャップに形成された被係合部にファスナ部材の係合部を係合させることで、第二のキャップをファスナ部材の頭部に対して容易かつ確実に中心に位置決めして取り付けることができる。ここで、係合部および被係合部には、雄ねじと雌ねじ、凸状のボスとこれに対応する凹部等を適宜用いることができる。

また、第二のキャップとファスナ部材との間隙に絶縁性のシーラント剤を充填するのが好ましい。

第二の部材から突出したファスナ部材の軸部については、如何なる構成により第一のキャップで覆うようにしても良いが、ファスナ部材の軸部に第二の係合部を形成し、第一のキャップは、その内周面の中心部に、ファスナ部材の第二の係合部に係合する第二の被係合部が形成され、第二の被係合部にファスナ部材の第二の係合部が係合した状態で、第二の被係合部以外の部分においてファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けるのが好ましい。

被係合部または係合部に、第一の部材から離間する方向に沿った溝を形成するのが好ましい。これにより、ファスナ部材の係合部を第二のキャップの被係合部に係合させたときに、第二のキャップとファスナ部材との間隙に充填されたシーラント剤の余剰分を、溝を通して押し出すことができる。

被係合部、係合部がネジ式である場合、第二のキャップの頭部を、第二のキャップをファスナ部材にねじ込むための工具を掛けることのできる形状としても良いし、第二のキャップを作業者が手で回すのであれば、第二のキャップの外周面に、滑り止め加工を施すのが好ましい。
また、第二のキャップに、第二のキャップを作業者が手で回すための摘まみ部を突出形成しても良い。このとき、摘まみ部は、第二のキャップに対して連結部を介して連結され、連結部は、摘まみ部をつまんで第二のキャップをファスナ部材の軸部にねじ込んでいき、その締付けトルクが予め定めたレベルに到達したときにねじ切れるようにすれば、第二のキャップの締付けトルクを容易に管理できる。

第二のキャップの内周面は、被係合部が形成されている側とは反対側の開口端側から、被係合部が形成されている側に向けて、その内径が漸次縮小するよう形成するのが好ましい。これにより、第二のキャップの内部にシーラント剤を充填するときには、シーラント剤に空隙ができるのを抑えることができる。また、第二のキャップに衝撃等が加わった際に、第二のキャップのみが脱落し、シーラント剤がそのままファスナ部材の軸部に残るようにすることができる。
また、第二のキャップの開口端側において、第二のキャップの径方向におけるシーラント剤の厚さを、予め定められた以上の寸法とするのが好ましい。これにより、第二のキャップが脱落した際にも、シーラント剤のみによって耐雷性能を確保することができる。

第二のキャップとシーラント剤との接着強度を、シーラント剤とファスナ部材との接着強度よりも小さくすることもできる。これによっても、第二のキャップに衝撃等が加わった際に、第二のキャップのみが脱落し、シーラント剤がそのままファスナ部材の頭部に残るようにすることができる。

本発明は、第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の頭部に装着されるキャップであって、絶縁性材料からなる傘状で、その頂部の内周面に、第一の部材側でファスナ部材の頭部に係合する被係合部が形成され、被係合部がファスナ部材の頭部に係合した状態で、被係合部以外の部分においてファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられることを特徴とするキャップとすることもできる。このようなキャップは、上記したような航空機の機体を構成する部材のみならず、他の用途における部材どうしの接合に用いるファスナ部材に対しても適用することができる。

本発明は、航空機の機体を構成する第一の部材に第二の部材を締結するため、導電性材料から形成されたファスナ部材であって、第一の部材側から第一の部材および第二の部材を貫通し、第二の部材側に突出される軸部と、軸部よりも径が大きく、第一の部材側に露出する頭部と、頭部に形成され、当該ファスナ部材の頭部を覆うよう絶縁性材料からなるキャップを取り付けるため、第二の部材から離間する側に、キャップが係合される係合部とが形成されていることを特徴とする。
また、係合部は、第一の部材から離間する側に突出するボスと、当該ボスの外周面に形成された、ネジ溝、周方向に連続する溝、凸条のいずれか一つとから構成されている

本発明は、航空機の機体を構成する第一の部材と第二の部材とを重ねた状態で、第一の部材側からファスナ本体を貫通させる工程と、ファスナ本体に、第二の部材側から固定金具を装着する工程と、第二の部材側において、ファスナ本体および固定金具を覆うように第一のキャップを取り付ける工程と、第一の部材側において、ファスナ本体の頭部に第二のキャップを取り付ける工程と、を備えることを特徴とする耐雷ファスナの取り付け方法とすることもできる。
さらに、ファスナ本体の頭部に第二のキャップを取り付けるに先立ち、キャップの内周側に絶縁材料からなるシーラント剤を充填する工程をさらに備えることもできる。

本発明によれば、耐雷性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質で、第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の頭部にキャップを取り付けることができる。
また、キャップとファスナ部材との間隙に絶縁性のシーラント剤を充填することで、耐雷性、および燃料に対するファスナ部材のシール性能を確保することが可能である。

本実施の形態における耐雷ファスナを示す断面図である。 キャップの斜視図である。 頭部キャップの平面図である。 キャップの外周面にスリット加工を施した例を示す図である。 キャップの頭部に突起を設けた例を示す図である。 キャップの頭部に摘まみ部を設けた例を示す図である。 キャップの他の例を示す断面図である。 キャップのさらに他の例を示す断面図である。 従来の耐雷ファスナの例を示す断面図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法を適用した航空機の機体を構成する翼、脚、ラダー等の機体構成部材２０の一部の断面図である。
この図１に示すように、機体構成部材２０を構成する、第一の部材２１と、第二の部材２２とが、ファスナ部材２４によって締結されている。ここで、第一の部材２１、第二の部材２２としては、機体構成部材２０の表面を形成する表面パネルと、表面パネルを保持する構造材、構造材と構造材に取り付けられる各種機器を保持するためのブラケット等の組み合わせが考えられる。もちろん、これ以外の二つの部材の組み合わせであっても良い。

ファスナ部材２４は、ピン状のファスナ本体２５と、第二の部材２２側でファスナ本体２５に装着されるカラー２６と、ワッシャ２８と、から構成される。

ファスナ本体２５およびカラー２６は、強度の面から一般に金属材料により形成される。
ピン状をなしたファスナ本体２５は、軸部２５ｓにネジ溝（第二の係合部）２５ａが形成され、頭部２５ｂは軸部２５ｓ側より拡径している。このファスナ本体２５は、軸部２５ｓを、第一の部材２１および第二の部材２２を貫通して形成された孔２１ａ、２２ａに第一の部材２１側から挿入し、頭部２５ｂを第一の部材２１の孔２１ａの周囲に突き当てた状態で、軸部２５ｓを第二の部材２２側に突出させる。

カラー２６は、筒状で、その内周面にはファスナ本体２５のネジ溝２５ａに噛み合うネジ溝２６ａが形成されている。このカラー２６は、第二の部材２２側に突出したファスナ本体２５のネジ溝２５ａにねじ込まれる。これによって、第一の部材２１と第二の部材２２とは、ファスナ本体２５の頭部２５ｂとカラー２６およびワッシャ２８とによって挟み込まれ、第二の部材２２と第一の部材２１とが締結されている。
なお、この状態で、ファスナ本体２５の軸部２５ｓは、カラー２６よりも第二の部材２２から離間する側に突出し、さらに、ネジ溝２５ａの一定長をカラー２６から露出させている。

ワッシャ２８は、所定の厚さを有した環状で、カラー２６と第二の部材２２との間に挟み込まれ、例えばポリイミド等の絶縁材料により形成されている。ワッシャ２８を絶縁材料で形成することで、第二の部材２２とワッシャ２８との界面においてアーク放電が生じるのを防止する。

さて、ファスナ部材２４には、第二の部材２２側において、軸部キャップ（第一のキャップ）３０が装着され、軸部キャップ３０の内部に、絶縁性を有したシーラント剤３４が充填されている。
図２、図３に示すように、軸部キャップ３０は、断面円形で、一端部３０ａ側のみが開口し、他端部３０ｂ側に向けてその内径および外径が漸次縮小する傘状の形状とされている。このキャップは、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル・ケトン樹脂）、ナイロン樹脂等の絶縁性を有した樹脂により形成するのが好ましい。

軸部キャップ３０の他端部３０ｂ側の内周面（以下、これを底面３１と称する）には、断面円形の有底状の穴（第二の被係合部）３２が形成されており、この穴３２の内周面には、ファスナ本体２５のネジ溝２５ａに噛み合うネジ溝３２ａが形成されている。この軸部キャップ３０は、一端部３０ａの端面を第二の部材２２に押し当てた状態で、穴３２にファスナ本体２５の軸部２５ｓが挿入されるようになっている。このとき、ファスナ本体２５のネジ溝２５ａに軸部キャップ３０のネジ溝３２ａが噛み合うことで、軸部キャップ３０がファスナ部材２４に対し、容易かつ確実に位置決め固定できるようになっている。

このような軸部キャップ３０は、軸部キャップ３０をファスナ部材２４に装着したときに、ワッシャ２８、ファスナ本体２５およびカラー２６との間に、予め定められた間隙が形成されるよう、内周面３６の内径が設定されている。特に、軸部キャップ３０の開口側である一端部３０ａにおいては、軸部キャップ３０の内周面３６とワッシャ２８およびファスナ本体２５との間に、所定寸法ｔ１以上の間隙を確保できるよう、軸部キャップ３０が形成されている。

軸部キャップ３０をファスナ部材２４に装着した状態では、軸部キャップ３０の内部に、絶縁性を有したシーラント剤３４が充填される。このシーラント剤３４が、軸部キャップ３０の内周面とファスナ本体２５およびカラー２６との間に介在することで、軸部キャップ３０とファスナ部材２４との間の絶縁性がさらに高まる。そして、軸部キャップ３０の開口側である一端部３０ａにおいては、軸部キャップ３０の内周面３６とワッシャ２８およびファスナ本体２５との間のシーラント剤３４が、所定寸法ｔ１以上の厚さを有しているので、軸部キャップ３０の内周面３６とワッシャ２８およびファスナ本体２５との界面における絶縁性能が確保される。

また、軸部キャップ３０の内周面３６は、一端部３０ａ側が、その内径が一定とされたストレート部３６ａとされ、さらに、ストレート部３６ａから穴３２に向けて、その内径が漸次縮小するテーパ部３６ｂが形成されている。
そして、ストレート部３６ａとテーパ部３６ｂが隣接する部分の角部３６ｃ、テーパ部３６ｂと底面３１とが隣接する部分の角部３６ｄは、所定の曲率半径を有したＲ形状とされている。
このようにして、軸部キャップ３０の内周面３６は、ストレート部３６ａから角部３６ｃ、テーパ部３６ｂ、角部３６ｄへと、スムーズに連続する面とされている。これにより、軸部キャップ３０内にシーラント剤３４を充填する際に、シーラント剤３４に空気を巻き込んだり、内周面３６（特に角部３６ｃ、３６ｄ等）においてシーラント剤３４に空隙ができたりするのを防ぐようになっている。

一方、上記ファスナ本体２５の頭部２５ｂは、頭部キャップ（第二のキャップ）５０と、頭部キャップ５０内に充填されたシーラント剤５４とによって覆われ、これによって落雷、および落雷時に電流がファスナ部材２４に集中するのを防いでいる。
ファスナ本体２５の頭部２５ｂには、第一の部材２１から離間する方向に突出する柱状のボス（係合部）６０が形成されている。ボス６０の外周面には、ネジ溝６０ａが形成されている。
一方、頭部キャップ５０は、軸部キャップ３０と同様、断面円形で、一端部５０ａ側のみが開口し、他端部５０ｂ側に向けてその内径および外径が漸次縮小する傘状の形状とされている。この頭部キャップ５０は、ＰＰＳ、ポリイミド、ＰＥＥＫ、ナイロン樹脂等の絶縁性を有した樹脂により形成するのが好ましい。

頭部キャップ５０の他端部５０ｂ側（第一の部材２１から離間した側）の内周面（以下、これを底面５１と称する）には、断面円形の有底状の穴（被係合部）５２が形成されており、この穴５２の内周面には、ボス６０のネジ溝６０ａに噛み合うネジ溝５２ａが形成されている。この頭部キャップ５０は、一端部５０ａの端面を第一の部材２１に押し当てた状態で、穴５２にボス６０が挿入されるようになっている。このとき、ボス６０のネジ溝６０ａに頭部キャップ５０のネジ溝５２ａが噛み合うことで、頭部キャップ５０がファスナ部材２４に対し、容易かつ確実に位置決め固定できるようになっている。

このような頭部キャップ５０は、頭部キャップ５０をファスナ部材２４に装着したときに、ファスナ本体２５の頭部２５ｂとの間に、予め定められた間隙が形成されるよう、内周面５６の内径が設定されている。特に、頭部キャップ５０の開口側である一端部５０ａにおいては、頭部キャップ５０の内周面５６とファスナ本体２５の頭部２５ｂとの間に、所定寸法ｔ２以上の間隙を確保できるよう、頭部キャップ５０が形成されている。

頭部キャップ５０をファスナ部材２４に装着した状態では、頭部キャップ５０の内部に、絶縁性を有したシーラント剤５４が充填される。このシーラント剤５４が、頭部キャップ５０の内周面５６とファスナ本体２５の頭部２５ｂとの間に介在することで、頭部キャップ５０とファスナ部材２４との間の絶縁性がさらに高まる。そして、頭部キャップ５０の開口側である一端部５０ａにおいては、頭部キャップ５０の内周面５６とファスナ本体２５の頭部２５ｂとの間のシーラント剤５４が、所定寸法ｔ２以上の厚さを有しているので、頭部キャップ５０の内周面５６とファスナ本体２５の頭部２５ｂとの界面における絶縁性能が確保される。

また、頭部キャップ５０の内周面５６は、一端部５０ａ側が、その内径が一定とされたストレート部５６ａとされ、さらに、ストレート部５６ａから底面５１に向けて、その内径が漸次縮小するテーパ部５６ｂが形成されている。
そして、ストレート部５６ａとテーパ部５６ｂが隣接する部分の角部５６ｃ、テーパ部５６ｂと穴５２とが隣接する部分の角部５６ｄは、所定の曲率半径を有したＲ形状とされている。
このようにして、頭部キャップ５０の内周面５６は、ストレート部５６ａから角部５６ｃ、テーパ部５６ｂ、角部５６ｄへと、スムーズに連続する面とされている。これにより、頭部キャップ５０内にシーラント剤５４を充填する際に、シーラント剤５４に空気を巻き込んだり、内周面５６（特に角部５６ｃ、５６ｄ等）においてシーラント剤５４に空隙ができたりするのを防ぐようになっている。

第一の部材２１および第二の部材２２を締結するファスナ部材２４に、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０を装着するときには、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の内部に、未硬化のシーラント剤３４、５４を充填しておく。そして、第一の部材２１および第二の部材２２から突出した各ファスナ部材２４のファスナ本体２５に、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０を押し付ける。
このとき、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０内に充填されたシーラント剤３４、５４が、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の一端部３０ａ、５０ａの開口部から溢れ出てくる。軸部キャップ３０、頭部キャップ５０内の全域にシーラント剤３４、５４が均等に行き渡るよう、シーラント剤３４、５４が軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の全周から溢れ出るのが好ましい。このため、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の一端部３０ａ、５０ａの表面３７、５７は平滑面であるのが好ましく、また、一端部３０ａ、５０ａの内周縁部３８、５８は、バリやカエリ等が生じないように形成するのが好ましい。

ファスナ本体２５に、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０を押し付けていくと、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の内部には穴３２、５２が形成されているので、ファスナ部材２４を軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の中心に確実かつ容易に位置決めできる。これにより、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０とファスナ部材２４とがずれて、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０とファスナ部材２４との間の間隙が場所によって狭くなることもなく、ファスナ部材２４が軸部キャップ３０、頭部キャップ５０に直接接触してしまうことも防止できる。
軸部キャップ３０、頭部キャップ５０のファスナ部材２４への位置決めを容易に行うため、穴３２、５２の周縁部を、その内径が穴３２、５２の奥側に向けて漸次縮小するテーパ面とすることも有効である。

軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の穴３２、５２をファスナ本体２５に押し付けた後は、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０を回転させてファスナ本体２５にねじ込んでいく。
このとき、穴３２、５２内にシーラント剤３４、５４が充填されていると、穴３２、５２にファスナ本体２５の軸部２５ｓ、ボス６０が挿入され、さらに軸部キャップ３０、頭部キャップ５０のねじ込みにともなってファスナ本体２５が穴３２、５２内に侵入してくると、穴３２、５２内のシーラント剤３４、５４の行き場がなく、シーラント剤３４、５４の圧力が高まってファスナ本体２５の軸部２５ｓを穴３２、５２の所定の深さまで挿入できないこともある。
そこで、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の穴３２、５２の内周面には、少なくとも一箇所、穴３２、５２の中心軸方向（第二の部材２２から離間する方向）に沿って延びる溝３３、５３を形成するのが好ましい。図２、図３の例では、２本の溝３３、５３が穴３２、５３に形成されている。もちろん、溝３３、５３を３本以上形成することも可能である。
このように、穴３２、５３に溝３３、５３を形成しておくことで、穴３２、５３にファスナ本体２５の軸部２５ｓ、ボス６０が挿入されてくると、これに伴い、穴３２、５２内の余剰のシーラント剤は、溝３３、５３を通して穴３２、５２から押し出されるようになっている。これにより、穴３２、５２内のシーラント剤３４、５４に空隙が残存するのを防ぐとともに、穴３２、５２へのファスナ本体２５の挿入、つまりファスナ部材２４への軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の取り付けを容易に行うことができる。

そして、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の一端部３０ａ、５０ａの端面が第二の部材２２、第一の部材２１に押し当てられるまで軸部キャップ３０、頭部キャップ５０をねじ込んだら、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０のねじ込みを完了する。するとこの状態で、ファスナ本体２５に形成されたネジ溝２５ａ、６０ａと軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の穴３２、５２のネジ溝３２ａ、５２ａとが噛み合うことで、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０がファスナ部材２４に確実に固定保持される。
また、充填したシーラント剤３４、５４が硬化すれば、このシーラント剤３４、５４も、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０のファスナ部材２４、５４への固定効果を発揮する。
このようにして軸部キャップ３０、頭部キャップ５０が装着されたファスナ部材２４が耐雷ファスナである。

ここで、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０の外周面に何かがぶつかった場合の衝撃等によって、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０が脱落してしまう可能性がある。このような場合においても、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０とともに、硬化したシーラント剤３４、５４が脱落することなく、シーラント剤３４、５４がファスナ本体２５の頭部を覆った状態を維持するようにするのが好ましい。
この目的のため、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０とシーラント剤３４、５４との接着力が、シーラント剤３４、５４とファスナ部材２４との接着力より弱くなるよう、シーラント剤３４、５４の材料を選定するのが好ましい。このように軸部キャップ３０、頭部キャップ５０とシーラント剤３４、５４との接着力が、シーラント剤３４、５４とファスナ部材２４との接着力より弱ければ、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０に衝撃等が加わった場合にも、軸部キャップ３０、頭部キャップ５０がシーラント剤３４、５４から剥離して軸部キャップ３０、頭部キャップ５０のみが脱落し、ファスナ部材２４はシーラント剤３４、５４によって覆われた状態を維持するので、耐雷性能を維持できる。

ところで、頭部キャップ５０は、作業者が工具を用いてねじ込んでもよいし、手でねじ込んでもよい。
例えば、頭部キャップ５０を作業者が工具でねじ込む場合、図３に示すように、頭部キャップ５０の他端部５０ｂの頭部５０ｃを、工具形状に対応した六角形状等の多角形状、六角穴形状等とすることができる。
また、図４に示すように、頭部キャップ５０を作業者が手でねじ込む場合、頭部キャップ５０の外周面５０ｄの少なくとも一部に、スリット加工、あるいはローレット加工、ダイヤカット加工等を施し、滑り止めとすることができる。また、図５に示すように、頭部キャップ５０の他端部５０ｂに、周方向に間隔を隔てて複数個所（２箇所以上）の突起５５を形成しても良い。突起５５の数や形状等は何ら問うものではない。

加えて、図６に示すように、頭部キャップ５０の頭部５０ｅに対し、所定の外径を有したロッド部５０ｆを介し、適宜形状の摘まみ部５０ｇを形成することもできる。このような構成においては、作業者は、摘まみ部５０ｇを回すことで頭部キャップ５０をファスナ部材２４に取り付ける。このとき、ロッド部５０ｆの一部５０ｈを細くする等して、頭部キャップ５０の予め規定された締付けトルクに到達したときにロッド部５０ｆの一部５０ｈがねじ切れるような強度に設定しておくことで、作業者は、頭部キャップ５０を規定トルクで確実に締め付けて取り付けることができる。

上述したようにして、ファスナ本体２５の頭部２５ｂに頭部キャップ５０を備え、ファスナ本体２５の軸部２５ｓに軸部キャップ３０を備えることで、ファスナ部材２４への雷の直撃、落雷した場合のファスナ部材２４からのアーク放電の発生を抑え、耐雷性を高めることができる。
また、頭部キャップ５０に穴５２を形成し、この穴５２にネジ溝５２ａを形成しておくことで、ファスナ部材２４に頭部キャップ５０を確実かつ容易に位置決めして取り付けることができ、取付後においても頭部キャップ５０の脱落を確実に防止できる。
また、頭部キャップ５０をファスナ部材２４にねじ込んでしまえば、シーラント剤５４の硬化を待つ必要はなく、頭部キャップ５０の取り付けを迅速に行うことができる。これにより、耐雷性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質で取り付けることができる。
また、頭部キャップ５０は、樹脂で形成することで、量産が容易となり、製造コストを抑えるとともに、量産により肉厚を管理しやすく、頭部キャップ５０の軽量化を図ることもできる。

ところで、上記したような頭部キャップ５０は、切削加工により形成することもできるが、量産性を考慮すると射出成形で形成するのが好ましい。射出成形の場合、穴５２のネジ溝５２ａを形成するのが困難（形成した後に、頭部キャップ５０を回転させて外す必要がある）であるため、ネジ溝５２ａは、穴５２にヘリサートをねじ込むことで取り付けても良い。

なお、上記実施形態においては、穴５２に溝５３を形成することで、穴５２の内部に充填したシーラント剤５４の余剰分を押し出すようにしたが、これに限るものではなく、例えば、頭部キャップ５０に貫通孔を形成し、この貫通孔から余剰分のシーラント剤５４を頭部キャップ５０の外部に押し出すようにすることもできる。

また、上記実施形態においては、ファスナ部材２４のファスナ本体２５の頭部２５ｂに形成されたボス６０のネジ溝６０ａに頭部キャップ５０をねじ込むようにしたが、他の異なる構成とすることが可能である。
例えば、図７（ａ）に示すように、ファスナ本体２５の頭部２５ｂのボス６０にネジ溝を有した穴６４を形成し、頭部キャップ５０の内周面に、ネジ溝を有したボス７０を突出形成させ、ボス７０を穴６４にねじ込むことで、頭部キャップ５０をファスナ本体２５の頭部２５ｂに取り付けるようにしても良い。
また、図７（ｂ）に示すように、頭部２５ｂにボス６０を設けず、頭部２５ｂの頂面にネジ溝６４ａを有した穴６４を形成し、頭部キャップ５０の頂部内周面に、ネジ溝７１ａを有したボス（被係合部）７１を設けても良い。これにより、ファスナ本体２５の頭部２５ｂおよび頭部キャップ５０の高さを抑えることができる。
また、図８（ａ）に示すように、ボス６０の外周面に周方向に連続する溝または突条６６を形成する一方、頭部キャップ５０の穴５２に、溝または突条６６に嵌め合う突条または溝６７を形成し、溝または突条６６と、突条または溝６７とを嵌め合わせることで、ファスナ本体２５に頭部キャップ５０を取り付ける構成とすることもできる。
図８（ｂ）に示すように、ファスナ本体２５の頭部２５ｂの頂面に穴６８を形成し、頭部キャップ５０にボス（被係合部）７２を設け、これら穴６８とボス７２とを、溝または突条と、突条または溝との嵌め合わせにより、ファスナ本体２５に頭部キャップ５０を取り付ける構成とすることもできる。

なお、ファスナ本体２５の軸部２５ｓ側においては、軸部キャップ３０を被せることで耐雷性を確保する構成としたが、その具体的構成は他の如何なる形態としても良く、如何なる場合であっても、ファスナ本体２５の頭部２５ｂ側には、上記したような構成の頭部キャップ５０を備えることで、上記と同様の効果を得ることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

２０…機体構成部材、２１…第一の部材、２２…第二の部材、２４…ファスナ部材、２５…ファスナ本体、２５ａ…ネジ溝（第二の係合部）、２５ｂ…頭部、２５ｓ…軸部、２６…カラー、２８…ワッシャ、３０…軸部キャップ（第一のキャップ）、３０ａ、５０ａ…一端部、３０ｂ、５０ｂ…他端部、３２…穴（第二の被係合部）、３３、５３…溝、３４、５４…シーラント剤、３６、５６…内周面、５０…頭部キャップ（第二のキャップ）、５２…穴（被係合部）、５５…突起、６０…ボス（係合部）、６４…穴、７０、７１、７２…ボス（被係合部）

Claims (16)

1. 航空機の機体を構成する第一の部材に第二の部材を締結するため、軸部を前記第一の部材側から前記第一の部材および前記第二の部材を貫通させて前記第二の部材側に突出させたファスナ部材と、
   前記第二の部材側に突出した前記ファスナ部材の軸部を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなる第一のキャップと、
   前記第一の部材側において、前記ファスナ部材の頭部を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなる第二のキャップと、を備え、
   前記ファスナ部材の前記頭部において、前記第一の部材から離間する側に、前記第二のキャップが係合される係合部が形成され、
   前記第二のキャップは、その内周面の中心部に、前記係合部に係合する被係合部が形成され、前記被係合部が前記係合部に係合された状態で、前記被係合部以外の部分において前記ファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられていることを特徴とする耐雷ファスナ。
2. 前記ファスナ部材の軸部に、第二の係合部が形成され、
   前記第一のキャップは、その内周面の中心部に、前記ファスナ部材の前記第二の係合部に係合する第二の被係合部が形成され、前記第二の被係合部に前記ファスナ部材の前記第二の係合部が係合した状態で、前記第二の被係合部以外の部分において前記ファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の耐雷ファスナ。
3. 前記間隙に絶縁性のシーラント剤が充填されていることを特徴とする請求項１または２に記載の耐雷ファスナ。
4. 前記被係合部または前記係合部に、前記第一の部材から離間する方向に沿った溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の耐雷ファスナ。
5. 前記被係合部と前記係合部とがねじ込み式により係合する場合、前記第二のキャップの頭部が、前記第二のキャップを前記ファスナ部材にねじ込むための工具を掛けることのできる形状とされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の耐雷ファスナ。
6. 前記第二のキャップの外周面に、滑り止め加工が施されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の耐雷ファスナ。
7. 前記被係合部と前記係合部とがねじ込み式により係合する場合、前記第二のキャップに、前記第二のキャップを作業者が手で回すための摘まみ部が突出形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の耐雷ファスナ。
8. 前記摘まみ部は、前記第二のキャップに対して連結部を介して連結され、前記連結部は、前記摘まみ部をつまんで前記第二のキャップを前記ファスナ部材の軸部にねじ込んでいき、その締付けトルクが予め定めたレベルに到達したときにねじ切れることを特徴とする請求項７に記載の耐雷ファスナ。
9. 前記第二のキャップの前記内周面は、前記被係合部が形成されている側とは反対側の開口端側から、前記被係合部が形成されている側に向けて、その内径が漸次縮小することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の耐雷ファスナ。
10. 前記第二のキャップの前記開口端側において、前記キャップの径方向における前記シーラント剤の厚さが、予め定められた以上の寸法とされていることを特徴とする請求項９に記載の耐雷ファスナ。
11. 前記第二のキャップと前記シーラント剤との接着強度が、前記シーラント剤と前記ファスナ部材との接着強度よりも小さいことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の耐雷ファスナ。
12. 第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の頭部に装着される傘状のキャップであって、
    絶縁性材料からなる傘状で、その頂部の内周面に、前記第一の部材側で前記ファスナ部材の頭部に係合する被係合部が形成され、前記被係合部が前記ファスナ部材の前記頭部に係合した状態で、前記被係合部以外の部分において前記ファスナ部材との間に間隙を隔てた状態となるよう、前記内周面が形成されていることを特徴とするキャップ。
13. 航空機の機体を構成する第一の部材に第二の部材を締結するため、導電性材料から形成されたファスナ部材であって、
    前記第一の部材側から前記第一の部材および前記第二の部材を貫通し、前記第二の部材側に突出する軸部と、
    前記軸部よりも径が大きく、前記第一の部材側に露出する頭部と、
    前記頭部に、当該ファスナ部材の頭部を覆うよう絶縁性材料からなるキャップを取り付けるための係合部と、
    が形成されていることを特徴とするファスナ部材。
14. 前記係合部は、前記第一の部材から離間する側に突出するボスと、当該ボスの外周面に形成された、ネジ溝、周方向に連続する溝、凸条のいずれか一つとから構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のファスナ部材。
15. 航空機の機体を構成する第一の部材と第二の部材とを重ねた状態で、ファスナ本体の軸部を前記第一の部材側から前記第一の部材および前記第二の部材を貫通させる工程と、
    前記ファスナ本体の前記軸部に、前記第二の部材側から固定金具を装着する工程と、
    前記第二の部材側において、前記ファスナ本体の前記軸部および前記固定金具を覆うように第一のキャップを取り付ける工程と、
    前記第一の部材側において、前記ファスナ本体の頭部に第二のキャップを取り付ける工程と、
    を備えることを特徴とする耐雷ファスナの取り付け方法。
16. 前記ファスナ本体の前記頭部に前記第一および前記第二のキャップを取り付けるに先立ち、前記第一および第二のキャップの内周側に絶縁材料からなるシーラント剤を充填する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の耐雷ファスナの取り付け方法。

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