JP2012206662A - 耐雷防爆用ファスナ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】絶縁カバー50Aは、締結部材26の先端面26aを覆う先端被覆部50aに対し、段部40、41に嵌り込む外周側筒状部50c、内周側筒状部50bの、ファスナ本体25の軸線方向における寸法が大きくなるようにした。これにより、締結部材26の外周側、内周側においては、外周側筒状部50c、内周側筒状部50bにより、部材22との距離を十分に確保する。一方、先端被覆部50aは外周側筒状部50c、内周側筒状部50bよりも薄く、したがって、ファスナ本体25と締結部材26とを締結したときに、先端被覆部50aが厚さ方向に変形する量を小さくすることができる。
【選択図】図1
Description
このとき、ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、翼面パネルおよび翼内部の構造部材の双方に形成された貫通孔に翼の外部側から挿入し、その先端部を翼の内部側から締結金具で固定することで、翼面パネルと構造部材とを締結する。
また、この他にも翼内部や胴体部で、翼面パネル以外の構造部材や装備品の固定用の部材もファスナ部材によって締結・固定されている。
このとき、ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、互いに固定される部材の双方に形成された貫通孔の双方を通過するように挿入し、その先端部を締結部材(カラー)で固定することで双方の部材を締結する。
なお、固定される翼面パネルまたは部材は2つに限らない。
このうち、締結部材と、構造部材との結合界面においては、従来、絶縁性の材料からなるワッシャおよびスペーサを挟み込むことにより、締結部材の座面と構造部材の表面との間の結合界面を絶縁し、これによって、この部分の電流を遮断し、この部分でのアークの発生抑制の効果を強化していた(例えば、特許文献1参照。)。
すなわち、ワッシャおよびスペーサを絶縁性材料で形成する場合、一般には樹脂系材料が採用される。樹脂系材料でワッシャおよびスペーサを形成すると、ファスナ部材と締結部材とを締結したときに、ワッシャおよびスペーサがその厚さ方向に変形してしまう。締結力を高めようとすると、ワッシャおよびスペーサがつぶれてしまい、締結力を十分に発揮できなくなることがある。
また、締結時にワッシャおよびスペーサが変形することによって、締結部材をファスナ部材に装着するときの手ごたえが損なわれる。すると、締結部材をどこまでねじ込めば良いのか、作業者が把握しにくく、作業の安定性が損なわれる。
また、構造部材の穴壁面に絶縁性の塗料が塗布され、さらにファスナ部材に絶縁性の表面処理が施されているときは、ファスナ部材や締結部材と構造部材とが電気的に接続されないことになる。このとき、締結部材の外周縁部に電界が集中し、締結部材の外周縁部と構造部材の間で絶縁破壊が発生し、スパークが生じるおそれがある。
これにより絶縁カバーは、先端被覆部の厚さに対し、外周側筒状部および内周側筒状部の厚さ(先端被覆部からの立ち上がり寸法)の方が大きくなる。締結部材の外周側、内周側においては、外周側筒状部、内周側筒状部により、部材との距離を十分に確保することができ、締結部材と部材の間で生じる絶縁破壊や沿面放電によるスパークを防ぐことが出来る。
また、先端被覆部は、外周側筒状部、内周側筒状部よりも薄く、したがって、ファスナ本体と締結部材とを締結したときに、先端被覆部が厚さ方向に変形する量を小さくすることができ、ファスナ本体と締結部材の締結強度を確保するとともに、ファスナ本体と締結部材を締め込んでいったときの手ごたえを損なうのを防ぐことができ、作業安定性が優れたものとなる。
溝と突条とが嵌め合うことで、絶縁カバーが不用意に締結部材から外れるのを防止できる。
ここで、絶縁カバーの内周側筒状部とファスナ本体との隙間、および外周側筒状部の外周側と前記部材との間の少なくとも一方にシーラントを充填することもできる。
さらに、締結部材の外周縁部を丸め加工することもできる。
[第一の実施形態]
図1は、以下に示す第一の実施形態における耐雷防爆用ファスナを適用した航空機の機体を構成する翼の一部の断面図である。
図1(a)に示すように、翼(航空機組立品)20は、その外殻が、例えばアルミ合金等の金属材料や、炭素繊維と樹脂との複合材料であるCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)やガラス繊維と樹脂との複合材料であるGFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)からなる翼パネル(部材)21によって形成されている。翼20の内部に設けられる、補強のための構造部材(リブなど)や燃料タンク、各種の機器が、アルミ合金等の金属材料や複合材料により形成されたステー等の部材22を介して翼パネル21に固定されている。そして、ステー等の部材22は、耐雷防爆用ファスナ24によって翼パネル21に取り付けられている。
なお、図には示さないが、翼パネル21は、複合材料の場合、直撃の雷が着雷する可能性のある部位には表面側に金属のフォイルあるいはメッシュなどが張られていることが多い。また、翼パネル21の外面には防食などのため、金属でも複合材料でも、プライマーと塗料が塗布されていることが多く、翼パネル21のその他の面や内部の構造部材には、電気的導通を必要とする部分以外にはプライマーが塗布されていることが多い。
ファスナ本体25および締結部材26は、強度の面から一般に金属材料(たとえば、チタン、ステンレススチール、アルミニウムなど)により形成される。
なお、この状態で、ファスナ本体25の軸部の先端部25cは、締結部材26よりも翼20の内周側に突出し、さらに、ネジ溝25aを締結部材26から翼20の内周側に露出させている。
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。
キャップ30の他端部30b側の内周面には、断面円形の有底状のネジ穴31が形成されている。キャップ30は、一端部30aを部材22に押し当てた状態で、ネジ穴31にファスナ本体25の先端部25cがねじ込まれることで、キャップ30がファスナ本体25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。
また、段部40において、底面40aの内周側で底面40aに直交して立ち上がる側面40bには、周方向に連続し、径方向に凹となるよう形成された溝42が形成されている。
すなわち、図2に示すように、金型100、101内に締結部材26をセットする。このとき、一方の金型100に形成された凹部103に締結部材26を収容し、凹部103の底部から立設された軸104を締結部材26に挿入する。また、凹部103の底部には、締結部材26を金型101側に押圧するバネ等からなる押圧部材105が設けられている。
そして、金型100、101を閉じると、押圧部材105により締結部材26が金型101に押し付けられ、他方の金型101の先端面101a、101bが、締結部材26の段部40、41の底面40aの外周側、底面41aの内周側に突き当たるようにする。
さらに、絶縁カバー50Aは、締結部材26の先端面26aを覆う先端被覆部50aに対し、段部40、41に嵌り込む外周側筒状部50c、内周側筒状部50bの、ファスナ本体25の軸線方向における寸法(厚さ)が大きくなっている。これにより、締結部材26の外周側、内周側においては、外周側筒状部50c、内周側筒状部50bにより、部材22との距離を十分に確保することができるので、締結部材26と部材22間の絶縁破壊、および絶縁層を挟んで生じる沿面放電を抑制することができる。締結部材26の段部40、41と部材22の間で起こりうる絶縁破壊、沿面放電によるスパークに起因する燃料タンクの爆発防止を防ぐことができる。
また、絶縁カバー50Aが締結部材26から外周側に突出しない構成となるので、絶縁カバー50Aが不用意な物と衝突や、作業者が身体に引っ掛けることにより外れるのを防止できる。
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
以下においては、上記第一の実施形態で示した構成に対し、絶縁カバー50Aの構成が異なるのみで、他の構成については上記第一の実施形態と共通する。そこで、以下では、上記第一の実施形態と共通する構成については同符号を付す等してその説明を省略する。
ここで、締結部材26に形成された溝42に嵌り込む環状の突条50dをさらに備えることもできるが、本実施形態においては、溝42を廃した構成とすることもできる。その場合、図3(b)中に二点鎖線に示すように、締結部材26の外周縁部26cを、締結部材26の先端面26aに連続するよう、大きな曲率半径で丸め加工することもできる。これにより、外周縁部26cに電界が集中するのを防ぎ、外周縁部26cと部材22との間で絶縁破壊や沿面放電によるスパークが生じるのを防ぐことができる。
そして、金型110、111を閉じると、押圧部材105により締結部材26が金型111に押し付けられる。この状態で、金型110の金型面110c、金型111の金型面111cとの間に形成されたキャビティ112に樹脂を充填することにより、締結部材26に絶縁カバー50Bを一体に形成することができる。
また、これにより溝42を廃する構成とすることもできるので、締結部材26の加工が容易となる。
また、締結部材26の各部の形状、絶縁カバー50A、50Bの各部の形状は、本発明の主旨の範囲内で適宜変更することが可能である。また、締結部材26、絶縁カバー50A、50B以外の部材の構成については、何ら限定する意図はなく、適宜他の構成を採用することが出来る。
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。
21 翼パネル
21a 孔
22 部材
24 耐雷防爆用ファスナ
25 ファスナ本体
25a ネジ溝
25b 頭部
25c 先端部
26 締結部材
26a 先端面
26b 外周面
26c 外周縁部
26d 天面
30 キャップ
30a 一端部
30b 他端部
31 ネジ穴
35 シーラント剤
40、41 段部
40a、41a 底面
40b 側面
42 溝
50A、50B 絶縁カバー
50a 先端被覆部
50b 内周側筒状部
50c 外周側筒状部
50d 突条
50f 外周被覆部
50g 天面被覆部
100、101、110、111 金型
Claims (7)
- 航空機の機体を構成する少なくとも二つの部材を締結するため、すべての前記部材に形成された孔に貫通させて設けられるファスナ本体と、
前記部材どうしを締結するために前記ファスナ本体の前記部材から突出した部位に装着される締結部材と、
前記締結部材において、少なくとも前記部材に対向する先端面を覆う絶縁カバーと、を備え、
前記締結部材の前記先端面の外周部および内周部にそれぞれ段部が形成され、
前記絶縁カバーは、前記締結部材の前記先端面を覆う先端被覆部と、前記先端被覆部の外周部から前記先端面に直交して立ち上がり、前記先端面の外周部の段部に嵌り込む外周側筒状部と、前記先端被覆部の内周部から前記先端面に直交して立ち上がり、前記先端面の内周部の段部に嵌り込む内周側筒状部と、を有することを特徴とする耐雷防爆用ファスナ。 - 前記締結部材の外周部の前記段部に内周側に向けて凹となる溝が形成され、
前記絶縁カバーの前記外周側筒状部に、前記溝に嵌め込まれる突条が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の耐雷防爆用ファスナ。 - 前記絶縁カバーは、前記内周側筒状部、前記外周側筒状部の先端部がそれぞれ前記段部の底面に突き当たった状態で、前記底面の外周側、内周側が露出するようになっていることを特徴とする請求項2に記載の耐雷防爆用ファスナ。
- 前記締結部材の外周縁部が、前記段部に嵌め込まれた前記外周側筒状部よりも外周側に突出していることを特徴とする請求項3に記載の耐雷防爆用ファスナ。
- 前記絶縁カバーの前記内周側筒状部と前記ファスナ本体との隙間、および前記外周側筒状部の外周側と前記部材との間の少なくとも一方にシーラントを充填することを特徴とする請求項3または4に記載の耐雷防爆用ファスナ。
- 前記締結部材の外周縁部が丸め加工されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の耐雷防爆用ファスナ。
- 前記絶縁カバーは、前記カバーの外周面を覆う外周被覆部と、前記カバーの天面を覆う天面被覆部とをさらに備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の耐雷防爆用ファスナ。
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