JP2017501916A - 連結装置、同装置を組み込む航空機又は宇宙機の流体伝送配管用パイプ、及び前記装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、航空機又は宇宙機の流体伝送配管用に、２つの管を相互に連結し、任意には流体タンクに連結するための装置、前記管及び前記装置を組み込むパイプ、及び前記装置の製造方法に関する。前記連結装置は、２つの管を相互に連結し、任意にはまた前記タンクに連結するのに適する。装置は、射出成形のチップ３１’’を備え、射出成形のチップ３１’’が、少なくとも１つのある角度に曲げられた又は内側に湾曲した領域３１ａを有し、熱可塑性樹脂をマトリックスとし、炭素繊維を含む強化システムにより強化された複合材料から製造される。チップは中央長手方向の型分割面Ｐを有する。本発明による装置は、炭素繊維が、チップに沿って配向するように延在し、チップは機械的及び振動的補剛手段（３９ａ及び３９ｂ）を組み込み、それらはチップと一体で成形され、前記分割面内で又は前記面に関して対称的に、前記少なくとも１つの領域及び／又は前記領域の直近に存在する、といったものである。

Description

本発明は、航空機又は宇宙機の流体伝送配管用の、２つの管間の、及び任意には、更に流体タンクへの連結装置、これらの管及びこれらの管を相互に連結する本連結装置を組み込む配管のためのパイプ、並びに本装置の製造方法に関する。本発明は、全体として、例えば、燃料、水生成、廃水排出、排水、酸素又は冷却回路など限定なく、全ての流体の伝送管の連結及び締結に関すると指定しつつ、本発明は特に、民間航空機又は軍用航空機、詳細には複合材の翼を備える民間航空機又は軍用航空機の燃料回路の配管に適用する。

現在の航空機の燃料パイプ又は燃料ラインは、通常、それらが収容される翼と同様にアルミニウム製である。しかし、ここ数年では、翼及び燃料パイプは、これらのパイプ及びそれらを組み込むエーロフォイルを可能な限り軽量化するため、複合材料で設計され始めている。

これらの質量節減とは別に、落雷時に、これらの配管内の静電気を除去しながら、エーロフォイル全体の電気伝導性を制御する努力がなされてきている。実際、落雷時には、一方では雷電流が主に翼の構造を通して流れ、また他方では、燃料が通って流れる配管内の静電気の蓄積を厳しく制限して、燃料の発火による爆発のリスクを回避することを確実にしなければならない。

従来は、一方で、燃料配管の複合材製の管を相互に連結し、また他方で、連結用チップを備える締結ラグを設けたフランジを用いて、これらの管を燃料タンクの構造に締結することを可能にする連結用チップ又は継手は、通常アルミニウムの鋳物で製造されていた。消費及び排出を低減させるための重量軽減に関する制約により、今日では、これらの継手を、以下に述べるように機械加工、陽極酸化処理及び平滑化処理したアルミニウムへ移行させて、これらの継手を軽量化するよう動きつつある。

構造及びこれらの管及び継手間の相対的な運動及び作動時の変形（例えば、膨張によるもの）を許容するため、継手と各管との間の円筒形のリンクは、摺動し且つ転動しなければならない。またリンクは、この摺動を容易にするよう粗さが小さくなければならない。このようにして、組付力、作動時に構造に伝達される荷重及び接合部の摩耗が軽減され、これによってパイプ内の経年摩耗による漏れの発生を回避することが可能となる。

そのため、アルミニウムは十分に滑らかではないため、現在の継手の円筒形のリンクは、機械加工され、その後、滑りやすい物質（例えば、スプレイにより付着させ、その後高温で架橋される、例えばＭｏｌｙｃｏｔｅ（登録商標）タイプの、潤滑剤）でコーティングされる。このような金属継手は、燃料回路に加えて、水供給、排水排出、冷却、排水、その他の回路など、航空用回路の多くのタイプに存在する。

これらの既知の円筒形リンクの１つの主要な欠点は、機械加工した継手に付着させる滑りやすいコーティングによって、連結の表面が電気的に伝導でなくなることである。

更に、航空機の安全性、特に複合材料製の翼内に収容される燃料回路の安全性への継続的な改善を要求する、前述の優先的制約条件に照らすと、落雷による爆発のリスクを最小限にするのに十分な絶縁性と共に、これらの静電気を放電させる「散逸性」がある新たな解決策を探す必要がある。

今日の２番目の主要な制約条件は、航空機の重量及び製造コストを削減することから構成される。

前述した、鋳造のアルミニウムを機械加工、陽極酸化処理及び平滑化処理したアルミニウムに置き換えるというアルミニウムをベースとした金属継手の製造方法の変更によって、大きな重量削減が可能となった。実際、新しい「ＵＧＶ」機械加工手段の性能と、成型されたアルミニウムと比較して、量産機械加工された合金の大きく改善された機械的特性とが組み合わされて、壁の厚さを最小値１ｍｍまで削減することが可能となり、これは機械加工に対する技術的最小値であり（より薄い厚さでは、切削力により壁が変形する）、又は表面密度は約２．７ｋｇ／ｍ^２である。

これらの機械加工及び処理された継手は、全体としては高い電気伝導性がある。しかし、アルミニウムの腐食傾向のために、例えばクロム陽極酸化（ＣＡＯ：Ｃｈｒｏｍｉｃ Ａｎｏｄｉｃ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）タイプの表面処理を用いて、またシーリング・ガスケット用の段状の領域においても平滑表面処理により、これらの継手を保護する必要があり、これらの表面処理は、上記で説明したように、電流を通さない。

これが、一方で管を継手に連結し、他方でこれらの継手をタンクの構造に連結する際に、燃料パイプの静電気放電を保証し、従って静電気の蓄積による燃料タンクの爆発リスクを回避するのに必要な電気伝導性を得るために、付加的な電気伝導性の編組が使用される理由である。

これらの伝導性の編組の１つの主要な欠点は、それによって組立時間が延び、間違った組立をするリスクが増え、また全体としての製造及び組立コスト並びにパイプ重量が増加することである。

複合材の翼の出現及び雷電流が燃料パイプを通過しやすいリスクに伴って、これらの機械加工及び処理のアルミニウムの継手は、その表面は絶縁性があるものの、全体としては、配管内を雷電流が通過するのを防ぐには高過ぎる電気伝導性を有している。現在の解決策は、配管内に「絶縁管」と呼ばれる電気的に絶縁する管を組み込むことにより、「雷電流遮断」を作り出すことからなっている。今日、これらの絶縁管は通常は、絶縁性のあるグラス・ファイバーの巻き付けられた管状の構造からできている。

配管の管の間に挿入されるこれらの電気絶縁性の管の１つの主要な欠点は、付加的な部品数が多くなることであり、これらは高価であり、また航空機を更により重くする。

特許文献１は、雷から航空機の燃料配管を保護することを意図した金属の管間の連結装置を開示している。これらの装置は、管を相互に連結するプラスチックの継手及び金属の継手を備え、プラスチックの継手は、内側のチップを取り巻く２つのチップを備える半径方向の外囲いを備え、例えば３ｍｍから５ｍｍの間の長さの不連続のファイバーで強化した熱可塑性樹脂のマトリックスをベースとした、射出された複合材料から製造されると指定している。電気絶縁性のエラストマーから製造されるＯリングにより、これらの継手と、相互に連結する管との間に、漏れのない連結がもたらされる。

これらの絶縁接合部の１つの欠点は、継手と管との間、並びに隣接する構造との間で電気的に連続であるようにし、それによって、その構造に静電気を放電するために、管及び／又は継手に金属の編組を取り付ける必要があることである。

国際公開第２０１１／００７１００号

本発明の１つの目的は、航空機又は宇宙機の流体伝送配管用の連結装置を提案することであり、本連結装置は、２つの管を相互に連結し、任意には更に流体タンクに連結するのに適し、本連結装置は、射出成形のチップを備え、射出成形のチップは、少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域を有し、熱可塑性樹脂をマトリックスとし、炭素繊維を含む強化システムにより強化された複合材料から製造され、本チップは中央長手方向に型分割面を有している。本装置により、前述の欠点の全てが特に解決される。

そのため、本発明による連結装置は、炭素繊維がチップに沿って配向される仕方で（即ちランダムではなく）延在し、チップは機械的及び振動的補剛手段を組み込み、機械的及び振動的補剛手段は、チップと一体で成形され、前記分割面内で又はその面に関して対称的に、前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域及び／又はその領域の直近に延在する、といったものである。

これらの全体的に軸方向に配向された炭素繊維によって強化された、この熱可塑性樹脂のチップは、これらの繊維によって制御される高い機械的特性及び電気伝導性（即ち、パイプの静電気を放電するのに必要な電気伝導性を得るのにちょうど必要な電気伝導性）を同時に有することに留意されたい。

本発明によるチップは、重量又は管−チップ・インタフェースの機械的若しくは振動的強度にペナルティーを科していないということにも留意されたい。反対に、このチップにより、連結装置及び従って、燃料パイプなど、それを組み込むパイプ全体を軽量化し、この強化材を使用する航空機の部品組立時間を低減し、以下に述べるように付加的な機能を一体化することが可能となる。

この熱可塑性樹脂をマトリックスとするチップで本質的に構成されるこのような連結装置の使用は、以下により、航空工業界ではこの時点まで不可能であったことにも更に留意されたい。
− 機械的特性、特に振動剛性に対する過剰に高い要求
− チップにおけるクリープの許容不可、円筒形のリンクの液密性を経時的に補償することの受け入れ不可、及び
− 熱可塑性樹脂の電気伝導性の欠如

実際、例えば伝導性カーボン・ブラックなどの伝導性粒子を熱可塑性樹脂に入れることで、熱可塑性樹脂の電気伝導性を向上させることを選択する場合、このような粒子の必要なレベル（約２０％から３０％）は、機械的特性がそれに伴って余りにも低くなり、チップを軽量化するためにアルミニウム合金で代用しようと主張することが可能となるほどである。代わりに、例えば短繊維のグラス・ファイバーを熱可塑性樹脂に入れることで、熱可塑性樹脂の機械的特性を向上させることを選択する場合、得られる機械的特性は余りにも弱く、量産機械加工されるアルミニウムに得点を与えるほどである。要するに、これら２つの特性のうちの１つは、他の特性に損害を与えて得られるであろう。

要約すると、本発明による配向された炭素繊維で強化したチップにより、チップの何らかのクリープを阻害し、このチップを更になお軽量化することが可能な増強された振動剛性、及び静電気を放電するのに必要な電気伝導性を同時に獲得することが可能となる。

好ましくは、前記熱可塑性樹脂のマトリックスは、ＰＡ１２などのポリアミド、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）及びそれらのアロイから構成されるグループから選択される少なくとも１つのポリマーのベースを有し、このマトリックスは、好ましくは１．５以下の密度を有する。

前述のファイバーの密度及び割合並びに密度１．５以下のこれらの熱可塑性のポリマーの１つを使用することを考慮すると、強化され、伝導性のある熱可塑性材料は密度約１．７＋／−０．１５を得、又は、厚さ１．４ｍｍに対しては、質量ゲイン１２％を与える、２．４ｋｇ／ｍ^２より低い表面密度を得る。

本発明の別の特徴によれば、前記強化システムは、１０％から４０％の間にある質量分率でチップに存在してよい。このシステムは、好ましくは、
− 前記炭素繊維であって、好ましくは０．５ｍｍから３ｍｍの間にある平均長さを有し、中弾性率（ＩＭ：ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｍｏｄｕｌｕｓ）を有する炭素繊維又は高弾性率（ＨＭ：ｈｉｇｈ ｍｏｄｕｌｕｓ）を有する炭素繊維から構成されるグループの中から選択される、前記炭素繊維と、
− ガラス繊維又はアラミド繊維などの電気絶縁性のある繊維及び／又は粒子であって、炭素繊維と電気絶縁性のある繊維及び／又は粒子との容積比が３０％から８０％の間にあることに従う、電気絶縁性のある繊維及び／又は粒子と
を含む。

中弾性率（ＩＭ）又は高弾性率（ＨＭ）の炭素繊維は、本発明によるチップを強化することが特に示されているが、繊維のタイプ及び量の選択は、必要とされる電気的不伝導性に合わせるように行われることに留意されたい。伝導的過ぎず、一方また散逸的であるべきという二重の制約により、チップは、値がおおよそ１００Ω／ｍから１００ＭΩ．ｍの間にある抵抗率を有さなければならない。

チップの重量にペナルティーを科すことなく強化（即ち、剛性及び繊維量）を最大にし、且つ中間の抵抗率を獲得することが望まれることから、選択は、好ましくは、炭素繊維（電気伝導性）並びに電気絶縁性のある繊維及び／又は粒子を前述の比率に従って混合することでなされるであろう。

本発明の別の特徴によれば、前記チップは、
− 前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域の両側に軸方向に延在する２つの直線部分（即ち、ｎ個の屈曲又は湾曲した領域に対して、ｎ＋１個の直線部分、ここでｎは１以上の整数である）であって、前記炭素繊維を組み込み、その大部分は、それぞれの部分の全体的に円筒形の表面の軸方向に（即ち、それぞれの直線部分の長手方向の対称軸に全体的に平行な斜めでない方向に）配向される、２つの直線部分と、
− 例えば、チップを前記タンクに締結する少なくとも１つの環又はフランジであって、これらもチップと一体に成形され、前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域に隣接するように半径方向に延在し、この環又はフランジは前記炭素繊維を組み込み、その大部分は、直線部分周りの半径方向に（即ち、フランジの対称軸に全体的に直交する方向に）配向される、少なくとも１つの環又はフランジと
を含むことができる。

炭素繊維のこれらの配向特性は、（特に締め具又は留め具など永久に力が加わる領域で）クリープすることなしに力を吸収することが可能なチップを獲得し、また繊維の適切な配向で目標とする剛性及び重量ゲインを獲得するための、出願人による徹底的な研究及び設計作業の結果であることに留意されたい。このようにして出願人は、炭素繊維が同様の配向を有する、従ってチップが同様の機械的特性を有する、チップの領域をなんとか特定した。機械的及び振動的補剛手段の追加により、チップの機械的な挙動に関して要求される特性を達成することが更に可能である。

本発明の１つの特定の実施例によれば、前記機械的及び振動的補剛手段は、少なくとも１つのリブ又はタブを備え、少なくとも１つのリブ又はタブは、チップの軸方向に延在し、前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域、及び／又はその領域の直近における半径方向の肉厚部を画定する。

本発明の１つの実例によれば、前記機械的及び振動的補剛手段は、少なくとも１つの前記リブを備え、前記少なくとも１つの前記リブは、チップの前記分割面内で軸方向に延在し、前記フランジに当接する。本発明のこの実例によれば、前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域は、例えば直角の曲率を有し、これによって隣接する直線部分の外表面及び内表面を画定し、それらはそれぞれ曲がり部の外側及び内側に向かっている。前記機械的及び振動的補剛手段は、前記外表面に半径方向の肉厚部を形成する第１のいわゆるアキシャル・リブ及び／又は前記内表面に半径方向の肉厚部を形成する第２のいわゆるアキシャル・リブを備える。

本発明によるこれらのリブ又は肉厚部は、曲がり領域の軸方向「曲げ」面（即ち、型分割面）の凸面側及び／又は凹面側にこのように配置可能であり、型をより複雑にすることなく剥離を容易にし、更にはチップの質量軽減に貢献していることに留意されたい。

本発明の別の実例によれば、前記機械的及び振動的補剛手段は、例えば格子の形式の２つの前記タブを備え、それらは、曲がり部の前記外表面に当接しつつ、チップの前記分割面に関して相互に対称的に延在し、前記タンクへの連結プレートにより上を覆われている。

熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材を射出成形して、チップを得ることの１つの付加的な利点は、前記リブ又はタブなどの機械的補剛手段を、例えば締結ラグの底部又は連結ラジアスの領域など、要求される振動剛性を得るだけでなく、また圧力の背景効果下で「曲がらずに」機能する屈曲又は湾曲した領域を補剛するのにも適当な位置に、追加することが容易な点であることに留意されたい。

厚さを削減し、過大応力領域を滑らかな曲線にすることにより、要求される圧力及び振動剛性の双方に耐える、例えば厚さ約１．４ｍｍのチップを考えることが可能である。

有利には、連結装置は、ねじ及び／又はナットなど、前記フランジを前記タンクに締結するための金属の締結部材を更に含むことが可能であり、これらは、前記フランジの締結ラグと共にオーバーモールディングにより一体に成形される。

このようにして、締結部材及び任意には電気的不伝導性の連結部材は、チップに直に合体され、以下の四重の問題点を解決する、
− 構造との良好な電気接点の必要性
− 高応力下での熱可塑性樹脂のクリープ
− ある締結具にアクセスすることの困難さ、及び
− 組立時間の削減

実際、様々な既存のチップ又は継手のときに複雑な形状（例えば、直角に曲がる、又は他の幾何学形状）により、ラグへの、従ってねじ又は締結ナットへの、正面からのアクセスが妨げられることがある。更に、本発明による、締結部材のこのオーバーモールディングは、有利には射出技法を使用して、ねじ又は好ましくは金属のナット（再タッピングによる修理のため）を直に組み込む。金属のナットは、熱可塑性樹脂の締結ラグのチップに含まれる炭素繊維とのガルバニ電流によるトルクを避けるために、チタニウム又はステンレス・スチール製であることが好ましい。これにより、電気的散逸性、クリープのリスク及び組立時間の問題が同時に解決される。

射出技術はまた、ねじ締めより早い締結インサート、例えば「クォーター・ターン」ファスナ、を組み込むことも可能であり、これによって、同じメンテナンス及び電気接点特性を維持しながら、最終組立の際の燃料ラインの組立時間を削減することも可能である。

本発明の別の特徴によれば、連結装置は、前記の管を受けるよう意図された前記チップの両端部の近くで、２つの電気伝導性の環状のシーリング・ガスケットを更に備えてもよい。これらのガスケットは、シリコーン及びフルオロシリコーンのゴム（特に燃料に対する耐性で有利であり、例えばカーボン・ブラック、カーボン・ナノチューブ及び／又は他の伝導性粒子が充填されているゴム）から構成されるグループから好ましくは選択される少なくとも１つのエラストマーのベースを有し、前記管の２つのそれぞれの円周の溝に取り付けられ又はこれらの管にオーバーモールドされて、前記チップの半径方向の内表面に接して取り付けられる。これらの接合部により、管とチップ及びタンクとの電気的連続性を確実にすることが可能となる。

それぞれの電気伝導性のエラストマーの接合部は、アルミニウムの連結チップには使用できないことに留意されたい、なぜならこれらのチップは、その表面を電気伝導でないようにする減摩又は耐食処理が必要とされるからである。本発明では、このタイプの接合部を使用することができる、なぜなら、それぞれの接合部は、腐食リスクがなく、その上、管とチップとの、及び更にはチップの締結ラグによって、隣接する燃料タンクの構造との電気的連続性を確実にすることが可能な、電気伝導性の材料と直接に接しているからである。

以下に説明するように、このようにして、過去におけるように付加的な電気伝導性の編組を使用する必要なしに、航空機の構造に静電気を放電することが得られる。

有利には、前記チップは、金属の円周層を備えなくてよい。

また有利には、前記チップは、そこを通って流れる流体を加熱する手段を備えることができ、それらはチップの壁にオーバーモールドされる。その上、部品の電気的抵抗率の特性がそれを加熱するために使用され、これは、流れる流体が凍結のリスクにさらされている時に（例えば、−５５℃に近い外部温度で飛行する長距離航空機の場合）、特に興味深い。低電流を伴わない行為により、流れる流体の氷点より高くチップの温度を上昇させることを指定しつつ、チップを加熱するため、部品の射出の際にオーバーモールディングによって付加することが可能な電気的接続により、チップに電力が供給されてもよい。

航空機又は宇宙機の流体伝送用配管用の本発明によるパイプであって、特に燃料を伝送するため航空機の複合材製の翼のそれぞれに取り付けられるよう意図され、好ましくは非金属で、熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材製チップを備える連結装置による摺動及び転動リンクを介して相互に連結する２つの管を備えるパイプは、連結装置が前述のように規定されており、連結装置を管に連結するチップに金属の継手が組み付けられていないことを特徴とする。

有利には、パイプは管の間で何らかの電気絶縁性のチュービングを有さなくてよい。

また有利には、パイプは、チップと前記管及び前記タンクとの電気的接続用に、チップに固定される何らかの電気伝導性の編組を備えなくてよく、連結装置は、管を受けるチップの両端部近傍に、前記２つの電気伝導性の環状のシーリング・ガスケットを備え、それらは、管の２つのそれぞれの円周の溝に取り付けられ又はこれらの管にオーバーモールドされて、チップの半径方向の内表面に接して取り付けられ、管とチップ及びタンクとの電気的連続性を確実にしている。

このような付加的な伝導性の編組を伴わない行為により、重量、組立時間及びパイプを間違って組み立てるリスクをかなり削減し、従って、航空機などそれを備える輸送機の安全性を向上させることが可能となることに留意されたい。

前述で規定した連結装置を製造するための本発明による方法は、
ａ）前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域及びその領域の両側に軸方向に延在する前記２つの直線部分の型の別々の位置における、熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材チップを、好ましくは曲げられた出力の運動学を伴う回転するコアを使用して、射出成形するステップと、
ｂ）これらの直線部分に対応する全体的に円筒形の段による、これら２つの直線部分をこの屈曲又は湾曲した領域へオーバーモールディング又は溶接するステップと
を含む。

本発明によるこの方法により、接合部の段で生じる、ファイバーで充填される熱可塑性樹脂のチップの通常の問題に解決策をもたらし、曲げ部の内側に角点を伴わない（例えば９０°の）曲がり領域の製造によって、伝送する流体の流れにおける圧力損失又はキャビテーションを回避することが可能となることに留意されたい。実際、漏れのないようにするために、段は円筒形且つある程度滑らかでなければならず、従って溶接線又は他の成型「分割」を伴ってはならない。更に、これを解決するために機械加工することは、表面に機械加工されたファイバーが存在することに照らして、耐久性の点で接合部の早過ぎる摩耗を引き起こし、部品の製造コストをかなり増加させるであろう。

機械加工を要求せずに完全に滑らかな段を備えた曲がりパイプを得るための１つの解決策は、それらをテーパ付けすることが可能なように、「キー」・ドロアと二重動作コア（放出／引込）とを結びつける複雑なコア使用することにあるであろう。しかし、この解決策は、ツーリングの点で高価であり、また円筒の大きさ又は型における他の仕組みのため機械化することが困難であろう。

しかし、本発明による２つのステップａ）及びｂ）を、この方法の代替とすることで、１回の成形ステップで、このチップを直接に製造することが可能であることに留意されたい。

本発明の他の特徴、利点及び詳細は、本発明のいくつかの例示的な実施例に関する以下の説明を読めば、明らかになるであろう。これらは例として、限定するものではなく提示される。以下の添付の図面を参照しながら、説明を行う。

２つの管に連結し、更には隣接する航空機の構造に連結する湾曲したチップを備える、本発明の１つの実例によるパイプの概略の軸方向の断面図である。 ２つの管のみに連結する湾曲したチップを備える、本発明の別の実例によるパイプの概略の軸方向の断面図である。 本発明の第１の実例による屈曲したチップの斜視側面図である。 本発明の第２の実例による屈曲したチップの横斜視図である。 本発明の第３の実例による屈曲したチップの剥離を説明する横斜視図である。 本発明のこの第３の実例による図５のこの方法を使用して得られた屈曲したチップの底面斜視図である。 曲がりのないチップの横斜視図であるが、本発明による屈曲又は湾曲したチップにおける炭素繊維の方向を概略的に示す。

図１及び図２に示す本発明の実例によるパイプ１、パイプ１’は、例えば、航空機燃料の移送用に意図されており、好ましくは非金属の２つの管１０、２０及び連結装置３０、３０’により構成される、連結装置３０、３０’は、その２つのそれぞれの端部領域３０ａ及び３０ｂにある摺動及び転動リンクを介して直接に、２つの管を相互に連結し、任意には更に、管１０及び管２０を燃料タンク４０に連結する（図１参照）。これらの場合の両方において、この装置３０、３０’は、屈曲又は湾曲した中央領域３１ａを有する熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材タイプの射出成形のチップ３１並びに、管１０及び管２０及びチップ３１の２つのそれぞれの端部領域１１及び３０ａ、２１及び３０ｂの間に半径方向に取り付けられ、それらに接する、２つの電気絶縁性の環状のシーリング・ガスケット３２及び３３により構成される。

一般に、本発明によるチップ３１は、軸方向の型分割面Ｐを有し（図３、図４及び図６に示す）、これはチップ３１の中央の縦断面に対応し、その面は、チップの屈曲又は湾曲した領域３１ａの両側の軸方向に位置する、チップの２つの直線部分３１ｂ及び３１ｃのそれぞれの対称軸Ｘ１及びＸ２を含む。

これらの伝導性の接合部３２及び３３は、管１０及び管２０とチップ３１との電気的連続性を確実にし、任意には、図１の実例における燃料タンク４０との電気的連続性を、以下に説明するように、このタンク４０への締結用に、これも伝導的に設けられた締結フランジ３４により、確実にする。より具体的には、管１０、管２０のそれぞれは、２つの直線部分３１ｂ及び３１ｃの１つに対応するチップ３１の端部領域３０ａ、３０ｂの内側に、軸方向及び半径方向に挿入されていることを見て取ることができる。これらの実例では、各接合部３２、３３は、対応する管１０、２０の端部領域１１、２１の円周の溝１１ａ、２１ａに取り付けられるか、又はオーバーモールドされる。換言すれば、図１及び図２による管１０及び管２０は、チップ３１の２つの直線部分３１ｂ及び３１ｃに、これらの接合部３２及び３３を介して、しっかりと嵌合する。これらの接合部は、好ましくは、例えばカーボン・ブラック及び／又はカーボン・ナノチューブが充填されたシリコーン又はフルオロシリコーンのゴムのベースを有する。

別の電気的接点３５ａ、３５ｂを、例えばチップ３１の両端部３６及び３７のそれぞれにオーバーモールドすることもまた可能である。図１及び図２に見られる２つの接点３５ａ、３５ｂのそれぞれは、対応する接合部３２、３３の下手に軸方向にこのように取り付けられ、これにより、管１０、２０のそれぞれを、チップ３１の同じ端部３６、３７に、管１０、２０から横切るように、半径方向に接続する。

図１の実例では、本発明によるチップ３１は、その曲がり領域３１ａの近くで、半径方向のフランジ３４を更に組み込み、チップ３１を航空機の胴体又は燃料タンク４０の構造に固定する。フランジ３４は、チップ３１と一体で形成され、これは一体成形され、この構造４０で電気的接地手段３４ａと共に終端する。

図４は、半径方向締結フランジ３４’’の本発明による別の実施例を示し、これは、ここでは、曲がりチップ３１’’の直線部分３１ａの円周全体に延在し、例えば、このタンク構造４０に締結されるようになっている。有利には、フランジ３４’’は、フランジ３４’’の締結ラグとオーバーモールディングにより一体で成形されるねじ及び／又はナットなど、チップ３１’’をタンク４０に締結するための金属の締結部材をそれに取り付けることによって製造される（これらのラグは、図６に示す代替例に見ることができる）。上記で説明したように、伝導性の接合部３２及び３３を、チップ３１’’をタンク４０に締結する部材と組み合わせて使用することにより、チップ３１’’と管１０及び管２０並びにタンク４０とを接続する電気伝導性の編組を廃止することが可能となる。

図３から図６に示すように、チップ３１’、３１’’、３１’’’の一方の端部には、例えば任意にタンク４０への締結用のフランジ３４’’を有するのと同じ直線部分３１ｂ上で、その周囲に補助フランジ３８を設けることができ、このフランジは、チップ３１’、３１’’、３１’’’を管１０、２０又はポンプなど、パイプ１、１’を装備する部材に連結するために意図される（図４参照）。この補助フランジ３８と軸方向に対向するチップ３１’、３１’’、３１’’’の別の端部には、わずかな端部のふくらみを形成する幅広領域３０ｂを有することができる。

管１０及び管２０は、例えばプラスチックをマトリックスとする複合材から製造され、本発明によれば、チップ３１、３１’、３１’’、３１’’’は、熱可塑性樹脂をマトリックスとし、全体的に軸方向に配向される中弾性率（ＩＭ）又は高弾性率（ＨＭ）の不連続炭素繊維並びに電気絶縁性の繊維及び／又は粒子（例えばガラス又はアラミド）により強化された複合材から射出成形される。出願人は特に、本発明によるチップ３１、３１’、３１’’、３１’’’において、ポリアミドをベースとした熱可塑性樹脂のマトリックス、特にＰＡ１２、に関しては中弾性率（ＩＭ）の炭素繊維を使用し、また、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）をベースとした熱可塑性樹脂のマトリックスに関しては高弾性率（ＨＭ）の炭素繊維を使用することにより、大変有利な結果を得た。

本発明によれば、連結装置３０、３０’及び連結装置を組み込むパイプ１、１’は、チップ３１、３１’、３１’’、３１’’’を管１０及び管２０に連結するための金属の継手をチップ３１、３１’、３１’’、３１’’’に組み付けてはいない。パイプ１、１’は、更に、連続する管１０及び管２０の間に、電気絶縁性のチュービングを有していない。

図７は、本発明による炭素繊維の配向を概略的に示し、その大部分は、各円筒形の表面Ｓに沿って、軸方向（各表面Ｓの長手方向の対称軸Ｘ１、Ｘ２に平行な方向Ｆａ）に配置され、また、その大部分は、各円周の環又はフランジ３８’においては半径方向（Ｘ１、Ｘ２に直交する方向Ｆｒ）である。

また、本発明によれば、また図３から図６を参照すると、チップ３１、３１’、３１’’、３１’’’は、機械的及び振動的見地から、チップ３１、３１’、３１’’、３１’’’を補剛するのに適する手段３９、３９ａ及び３９ｂ、３９ｃを組み込み、それらはまた、チップ３１、３１’、３１’’、３１’’’と一体で成形され、従って、チップ３１、３１’、３１’’、３１’’’の他の部分と同じ材料で製造される。（補剛手段は、実際、図１及び図２のチップ３１にも存在する。しかし、それらはこれらの図で選択された軸断面の外側にあるため、この図では見えていない。）

図３の第１の実例に示すように、補剛手段３９は、チップ３１’の軸方向の型分割面Ｐ内で、曲がり領域３１ａの内側の曲がり表面上で、曲がり領域３１ａに軸方向及び半径方向に延在するリブ３９を含むことができる。この実例では、このアキシャル・リブ３９は、一方でチップ３１’の補助的な終端フランジ３８に当接し、他方でチップ３１’の軸方向に対向する幅広端部領域３０ｂに当接する。

図４の第２の実例に示すように、補剛手段３９ａ及び補剛手段３９ｂは、チップ３１’’の分割面Ｐ内で、
− 曲がり部の外側表面上にあり、その表面から始まり、半径方向に高さを増やし、次いで、タンク４０でチップ３１’’の締結フランジ３４’’に当接する、第１のほぼ台形のアキシャル・リブ３９ａと、
− 図３のリブ３９と同様に曲がり部の内側表面に延在し、一方で締結フランジ３４’’に当接し、他方でチップ３１’’の軸方向に対向する幅広端部領域３０ｂの直下に当接する、第２のアキシャル・リブ３９ｂと
を含むことができる。

図６の第３の実例に示すように、補剛手段３９ｃは、チップ３１’’’の分割面Ｐの両側に、面Ｐに関して相互に対称に延在し、曲がり部の外側表面に当接し、燃料タンク４０など、隣接構造に連結するための連結プレート３９ｄにより上を覆われている、格子の形式の２つのタブ３９ｃを含むことができる。プレート３９ｄは、フランジ３４’’’の締結ラグ３４ｂと共にオーバーモールディングにより一体に形成されるねじ及び／又はナットなど、チップ３１’’’をタンク４０に締結するための金属の締結部材を備える。

図５は、図６によるチップ３１’’’だけでなく、全体として本発明による任意の屈曲又は湾曲したチップ３１、３１’、３１’’を製造するために好ましく使用することが可能な型成形方法の段階を示す。この方法は、基本的に、当該又は各屈曲又は湾曲した領域３１ａを２つの隣接する直線部分３１ｂ及び３１ｃに分割することにより構成される。この屈曲又は湾曲した領域３１ａは、曲げられた出力の運動学を利用する「サーベル」タイプの回転コアＮを用いた、簡単な、実施が容易な熱可塑性樹脂の型成形により形づくられ、そこに円筒形の段が、熱可塑性樹脂のオーバーモールディング又は熱可塑性樹脂の溶接により、両側面に付加される。これらの段は、その上、溶接線なしに、ごく小さなテーパを付けて、容易に製造でき、作動時の液密性に対して許容可能である。この方法で用いられる成形型は比較的に単純で、従って安価であることに留意されたい。

Claims (15)

1. 航空機又は宇宙機の流体伝送配管用連結装置（３０、３０’）であって、前記連結装置は、２つの管（１０及び２０）を相互に連結し、任意には更に流体タンク（４０）に連結するのに適し、前記連結装置が、射出成形のチップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）を備え、前記射出成形のチップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）が、少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域（３１ａ）を有し、また熱可塑性樹脂をマトリックスとし、炭素繊維を含む強化システムにより強化された複合材料から製造され、前記チップが中央長手方向に型分割面（Ｐ）を有する、前記連結装置（３０、３０’）において、前記炭素繊維が、前記チップに沿って配向されるように延在し、前記チップが、機械的及び振動的補剛手段（３９、３９ａ及び３９ｂ、３９ｃ）を組み込み、前記機械的及び振動的補剛手段（３９、３９ａ及び３９ｂ、３９ｃ）が、前記チップと一体で成形され、前記分割面内で、又は前記面に関して対称的に、前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域及び／又は前記領域の直近に延在することを特徴とする、連結装置（３０、３０’）。
2. 前記チップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）が、
   − 前期少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域（３１ａ）の両側に軸方向に延在する２つの直線部分（３１ｂ及び３１ｃ）であって、これらが前記炭素繊維を組み込み、その大部分は、各部分の全体的に円筒形の表面（Ｓ）の軸方向（Ｆａ）に配向される、２つの直線部分（３１ｂ及び３１ｃ）と、
   − 例えば前記チップを前記タンク（４０）に締結する少なくとも１つの環（３８’）又はフランジ（３８、３４、３４’’、３４’’’）であって、これらも前記チップと一体で成形され、前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域に隣接するように半径方向に延在し、前記環又はフランジが前記炭素繊維を組み込み、その大部分は、前記直線部分周りの半径方向（Ｆｒ）に配向される、少なくとも１つの環（３８’）又はフランジ（３８、３４、３４’’、３４’’’）と
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載の連結装置（３０、３０’）。
3. 前記機械的及び振動的補剛手段（３９、３９ａ及び３９ｂ、３９ｃ）が、少なくとも１つのリブ（３９、３９ａ及び３９ｂ）又はタブ（３９ｃ）を備え、前記少なくとも１つのリブ（３９、３９ａ及び３９ｂ）又はタブ（３９ｃ）が、前記チップ（３１’、３１’’、３１’’’）の軸方向に延在し、前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域（３１ａ）及び／又は前記領域の直近における半径方向の肉厚部を画定することを特徴とする、請求項２に記載の連結装置（３０、３０’）。
4. 前記機械的及び振動的補剛手段が、少なくとも１つの前記リブ（３９、３９ａ及び３９ｂ）を備え、前記少なくとも１つの前記リブ（３９、３９ａ及び３９ｂ）が、前記チップ（３１’、３１’’）の前記分割面（Ｐ）内で軸方向に延在し、前記フランジ（３８、３４’’）に当接することを特徴とする、請求項３に記載の連結装置（３０、３０’）。
5. 前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域（３１ａ）が、例えば直角の曲率を有し、これによって前記隣接する直線部分（３１ｂ及び３１ｃ）の外表面及び内表面を画定し、前記隣接する直線部分（３１ｂ及び３１ｃ）はそれぞれ前記曲がり部の外側及び内側に向かっており、前記機械的及び振動的補剛手段が、前記外表面に半径方向の肉厚部を形成する第１のいわゆるアキシャル・リブ（３９ａ）及び／又は前記内表面に半径方向の肉厚部を形成する第２のいわゆるアキシャル・リブ（３９ｂ）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の連結装置（３０、３０’）。
6. 前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域（３１ａ）が、例えば直角の曲率を有し、これによって前記隣接する直線部分（３１ｂ及び３１ｃ）の外表面及び内表面を画定し、前記隣接する直線部分（３１ｂ及び３１ｃ）はそれぞれ前記曲がり部の外側及び内側に向かっており、前記機械的及び振動的補剛手段が、例えば格子の形式の２つの前記タブ（３９ｃ）を備え、前記タブ（３９ｃ）は、前記曲がり部の前記外表面に当接しつつ、前記チップ（３１’’）の前記分割面（Ｐ）に関して相互に対称的に延在し、前記タンク（４０）への連結プレート（３９ｄ）により上を覆われていることを特徴とする、請求項３に記載の連結装置（３０、３０’）。
7. 前記連結装置（３０）が、ねじ及び／又はナットなど、前記フランジ（３４、３４’’、３４’’’）を前記タンク（４０）に締結するための金属の締結部材を更に含み、前記締結部材は、前記フランジの締結ラグ（３４ｂ）と共にオーバーモールディングにより一体に形成されることを特徴とする、請求項２から６までの一項に記載の連結装置（３０）。
8. 前記強化システムが、１０％から４０％の間にある質量分率により前記チップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）に存在し、前記システムが、
   − 中弾性率（ＩＭ）を有する炭素繊維又は高弾性率（ＨＭ）を有する炭素繊維から構成されるグループの中で選択される前記炭素繊維と、
   − ガラス繊維又はアラミド繊維などの電気絶縁性のある繊維及び／又は粒子であって、炭素繊維と電気絶縁性のある繊維及び／又は粒子との容積比が３０％から８０％の間にあることに従う、電気絶縁性のある繊維及び／又は粒子と
   を含むことを特徴とする、請求項１から７までの一項に記載の連結装置（３０、３０’）。
9. 前記熱可塑性樹脂のマトリックスが、ＰＡ１２などのポリアミド、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）及びそれらのアロイから構成されるグループから選択される少なくとも１つのポリマーのベースを有し、前記マトリックスは、好ましくは１．５以下の密度を有することを特徴とする、請求項１から８までの一項に記載の連結装置（３０、３０’）。
10. 前記連結装置（３０、３０’）が、前記管（１０及び２０）を受けるよう意図された前記チップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）の両端部（３６及び３７）近傍に、２つの電気伝導性の環状のシーリング・ガスケット（３２及び３３）を更に備え、前記シーリング・ガスケット（３２及び３３）は、シリコーン及びフルオロシリコーンのゴムから構成されるグループから選択される少なくとも１つのエラストマーのベースを有し、前記管の２つのそれぞれの円周の溝（１１ａ及び２１ａ）に取り付けられ又は前記管にオーバーモールドされて、前記チップの半径方向の内表面に接して取り付けられ、前記接合部により前記管と前記チップ及び前記タンク（４０）との電気的連続性を確実にすることが可能となることを特徴とする、請求項１から９までの一項に記載の連結装置（３０、３０’）。
11. 前記チップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）が、金属の円周層を有さないことを特徴とする、請求項１０に記載の連結装置（３０、３０’）。
12. 航空機又は宇宙機の流体伝送配管用パイプ（１、１’）であって、前記パイプが特に、航空機の複合材製の翼のそれぞれに取り付けられて、燃料を伝送するよう意図されており、好ましくは非金属で、熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材製チップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）を備える連結装置（３０、３０’）による摺動及び転動リンクを介して相互に連結する２つの管（１０及び２０）を備える、前記パイプ（１、１’）において、前記連結装置は、請求項１から１１までの一項に規定され、前記チップを前記管に連結する前記チップに金属の継手が組み付けられていないことを特徴とする、パイプ（１、１’）。
13. 前記パイプ（１、１’）が、前記管（１０及び２０）の間で電気絶縁性のチュービングを有さないことを特徴とする、請求項１２に記載のパイプ（１、１’）。
14. 前記パイプ（１、１’）が、前記チップ（３１、３１’’、３１’’’）と前記管（１０及び２０）及び前記タンク（４０）との電気的接続用に、前記チップ（３１、３１’’、３１’’’）に固定される電気伝導性の編組を有さず、前記連結装置（３０）が、前記管を受ける前記チップの両端部（３６及び３７）近傍に、前記２つの電気伝導性の環状のシーリング・ガスケット（３２及び３３）を備え、前記シーリング・ガスケット（３２及び３３）は、シリコーン及びフルオロシリコーンのゴムから構成されるグループから選択される少なくとも１つのエラストマーのベースを有し、前記管の２つのそれぞれの円周の溝（１１ａ及び２１ａ）に取り付けられ又は前記管にオーバーモールドされて、前記チップの半径方向の内表面に接して取り付けられ、前記管と前記チップ及び前記タンクとの電気的連続性を確実にすることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載のパイプ（１、１’）。
15. 請求項１から１１までの一項に記載の連結装置（３０、３０’）の製造方法において、前記方法が、
    − 前記少なくとも１つの屈曲又は湾曲した領域（３１ａ）及び前記領域の両側に軸方向に延在する、熱可塑性樹脂をマトリックスとする複合材チップ（３１、３１’、３１’’、３１’’’）の前記２つの直線部分（３１ｂ及び３１ｃ）の型の別々の位置における前記チップを、好ましくは曲げられた出力の運動学による回転するコア（Ｎ）を使用して、射出成形するステップと、
    − 前記直線部分に対応する全体的に円筒形の段による、前記２つの直線部分を前記屈曲又は湾曲した領域へオーバーモールディング又は溶接するステップと
    を含むことを特徴とする、方法。

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