JP4772778B2 - 結合部材 - Google Patents

Description

本発明は、翼ユニットに平板状又は皿状の部品を固定するための、特に航空機の構造物に被覆部材（Ｖｅｒｋｌｅｉｄｕｎｇｓｔｅｉｌｅｎ）を固定するための結合部材（Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｓｅｌｅｍｅｎｔ）に関する。

航空機の翼部構造物に被覆部材を固定するには、通常は非常に多くの固定部材が必要である。このような固定部材は、従来技術で既知の従来型の固定部材、例えばネジ、クランプ、リベット等では満たすことができない一連の周辺条件を満たさなければならない。任意に列挙するだけでも、周辺条件として次のものが挙げられる。即ち、騒音と熱を遮断すること、結合部材が軽量であること、事故による火災等の極端な負荷が加わった場合であっても意図せずして外れたりしないこと、困難な取付条件下でも位置決めが容易であること、並びに、結合部材の締結及び解放即ち着脱にかかる時間及びツールに費用がかからないことである。

本発明の課題は、上述の種類の結合部材でありながら、上記の要求事項に対応し、同時に取付費用と、この種の結合部材の製造コストとが、是認できる範囲に抑えられるものを得ることである。

本発明の場合、請求項１に記載の上位概念に記載の結合部材は、次のような特徴を有する。即ち部品側に１つのホルダ（Ｈａｌｔｅｒ）を備え、差し込みピンがそのホルダに保持され、少なくとも部品表面に垂直（Ｚ方向Ｒ_Ｚ）に限定された範囲内で調節可能である。また構造物側には、弾性変形可能な軟質材料で形成された受け具が設けられ、受け具は差し込みピンを受ける中空部を備える。中空部は差し込みピンの外形に次に述べる方法で形状が一致するように適合している。即ち、この差し込みピンは受け具とスナップ式に結合する。この場合、構造物側の受け具は１つの支持フランジを有し、受け具は支持フランジによって、構造物側のホルダに当接している。そして受け具は、結合方向（Ｒ_Ｚ）に垂直に位置するＸＹ平面で調節可能な状態で固定可能である。

結合部材を本発明に従って形成することにより、上記に列挙した要求事項が満たされる。まず結合をスナップ式の結合にすることにより、特別な工具を用いずに作業が可能となる。

部品側でＺ方向に、また構造物側でＸＹ方向に調節可能であることにより、次の可能性が開ける。即ち、一方では、固定される平板状又は皿状の部品と、他方では、航空機の翼ユニット又は構造物との間の許容誤差の補償が可能となる。この補償又は必要な調節は、結合を行う際、直接手作業で行うことができる。材料選択においては、結合部材全体に対して、比較的軽量且つ良好な断熱が可能となり、この点で航空機製造における重要な要件に対応する。

本発明による結合部材の１つの好ましい実施形態では、差し込みピンを次のように形成する。即ち、差し込みピンを、受け具の固定位置にスナップ式に結合する際に、機械式又は油圧式装置が作動されて、支持フランジが構造物側のホルダに固定的にクランプされる。このような構造によって、ひとたび見出されたＸＹ平面の固定位置は、同時に差し込みピンのスナップ式取り付けとして最終的な固定位置として決定される。従って、一方では構造物側におけるホルダの所望の位置の確保、他方では部品側における差し込みピンの固定を、別工程ではなく同時に行うことができる。

本発明による結合部材のもう１つの好ましい実施形態によると、受け具が差し込みピンのための中空部を、Ｚ方向に互いに離間して有している。この実施形態は次のような利点を有する。即ち、最初に差し込みピンを２つの中空部のうち第１の中空部に差し込み、この第１の位置で、構造物側のホルダの位置決めを組立担当者が行うことができる。そして第２の中空部にスナップ式に結合することによって、正確な嵌め合いの最終的固定が行われ、これによって固定位置に到達する。

本発明による結合部材のもう１つの好ましい実施形態によると、差し込みピンのＺ方向における調節機能が、ねじ山によって得られる。これによって、固定されるべき部品に作用する保持力も、限られた範囲内で調節可能である。好ましくは、このねじ山は、部品側のホルダと差し込みピンのアンカ部品との間に配置される。

もう１つの好ましい実施形態によると、差し込みピンがアンカ部品内でボールジョイントにより保持される。これによって構造物側のホルダの位置決めが容易になる。

更に１つの好ましい実施形態によると、受け具が好ましくは支持フランジにアンカ固定具を備え、アンカ固定具を通して、Ｕ字形ロッキングクランプを受け具本体に差し込むことができる。この場合、ロッキングクランプが差し込まれているときは、差し込みピンが脱落不可能となるように、Ｕ字形の脚部の間隔は、差し込みピンの足部の直径に適合されている。結合部材のこのような実施形態によって、結合部材のいわゆる「フェール・セーフ動作」が保証される。過大な力又は例えば火災による過大な熱によって、構造物側の受け具が破壊した場合でも、この動作があれば、部品と構造物間の結合が完全に解消されることはない。これは航空機の場合、重要である。例えば客室で、１つ又は複数の結合部材が破損した結果、外れた部品によって乗客が危険にさらされることは、いかなる場合も避けなければならないからである。

添付の図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

図１は、航空機の構造物１に対する被覆部材２の固定部を、模式的な断面図として示した図である。固定は１つの結合部材を用いて行われ、結合部材は、部品側にホルダ４として円筒形のスリーブを備える。スリーブは部品２の表面２１に固定されている。部品側のホルダ４は、その内側にねじ山４１を備え、ねじ山にアンカ部品４２がねじ込まれている。アンカ部品４２のボールソケット４４には、差し込みピン６のボール状のヘッドが軸受され、ピンホルダ４３によって固定されている。従って差し込みピン６は、そこに生じるボールジョイントで、限定された範囲で回転可能である。ねじ山４１をねじ込み、あるいは緩めることにより、差し込みピン６の位置をＺ方向に調節可能である。差し込みピン６の下端は足部６６を形成し、足部は両方向にテーパ部を有し、直径が大きくなっている。図１に示す位置では、全体として構造物側の受け具と呼ばれる部品５である円筒形本体５６における、同様な形状の中空部５３が２つあるうちの下の方の中空部に、この足部６６は形状的に結合して保持されている（位置２）。

部品５の円筒形本体５６の下部には、支持フランジ５１が隣接している。この支持フランジ５１は、構造物側のホルダ３の平坦な切欠３１に当接し、ホルダ板３２によって構造物側のホルダ３に固定されている。この平坦な切欠３１の深さは、支持フランジ５１の厚さより僅かに大きい。図１に示す位置では、構造物側の受け具５は、支持フランジ５１を介して構造物側のホルダ３に固定クランプされている。このクランプは、ボルト（Ｂｏｌｚｅｎ）６５によって、差し込みピン６の下端で（図５参照）、力Ｋの作用線に示すように、受け具５の中間ボルト５５を介した機械式又は油圧式装置３５の作動によって行われる。機械式又は油圧式装置は、更に、ボルト（Ｂｏｌｚｅｎ）６５によって、作用経路（Ｗｉｒｋｕｎｇｓｗｅｇｓ）３６に沿った、ホルダ板３２に対するクランプ力を作用させる。

図２は、構造物側のホルダ３に構造物側の受け具５を固定クランプするためのクランプ力の向きを模式的に示した図である。図１と同じ部品には同じ参照番号を付す。支持フランジ５１と構造物側のホルダ３との間にクランプ力を導入するために、力Ｋが伝達される。伝達は、機械的なレバー又はプッシュロッドで行うのが好ましいが、油圧で行うことも可能である。

図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った単純化された部分図である。この図は、Ｕ字形のロッキングクランプ５４を用いて、構造物側の受け具５に差し込みピン６を固定する様子を示した図である。支持フランジ５１にアンカ５２を固定し、アンカ５２は同じ高さに並ぶ穴を備え、ロッキングクランプ５４は、そのＵ字形脚部の双方をその穴に差し込むことができるようになっている。好ましくは、穴の直径をロッキングクランプ５４の脚部に適合させて、クランプの嵌め合いが得られるようにする。ロッキングクランプ５４を、Ｕ字形の脚部の双方における末端でそれぞれもう一度固定して、アンカ５２からの脱落を防止することもできる。ロッキングクランプが差し込まれているときは、差し込みピンの脱落が不可能となるように、Ｕ字形脚の間隔Ａを、差し込みピン６の足部６６の直径Ｄに適合させる。従って、構造物側の受け具５の円筒形本体５６が破損した場合でも、それが機械的破損であれ、火災であれ、差し込みピン６はロッキングクランプ５４によって構造物側に固定保持される。ロッキングクランプ５４とアンカ５２は、金属製が好ましいが、結合部材の他の部品はプラスチック製が好ましく、この場合、特にエラストマーが適する。Ｕ字形のロッキングクランプ５４の代わりに、別々のロッキングピンを用いることもできる。

図４は、構造物側の受け具５の斜視図である。受け具５には、差し込みピン６が位置１にスナップ式に結合されている。図５は構造物側の受け具５の部分断面図である。これらの図は、クランプ力Ｋを発生させるように、差し込みピン６の足部６６のボルト６５が対応するボルト５５に及ぼす作用を示している。図４の斜視図では、差し込みピン６が位置１にある状態を示す。即ち、支持フランジ５１が、構造物側のホルダ３の平坦な切欠３１にあり、ＸＹ平面で更にスライド可能な位置にある。これにより、固定されるべき部品２を所望の位置に固定する前に、構造物側の受け具５を適合させることができる。図４の斜視図は、ロッキングクランプ５４の脚を受けるための穴５７，５８を示す。

結合部材を用いることによる、平板状又は皿状の部品の、正確な嵌め合いでの据付及び取り付けの利点を、図６で示す位置１及び位置２に固定する手順で説明する。位置１とは、差し込みピン６が、図４に示すように、構造物側受け具５の上側の中空部５３にスナップ式に結合されている位置である。

この位置で結合部材は、構造物側のホルダ３に対して、限定された範囲でＸＹ平面で移動することができる。この場合、機械的、電気的又は電子的方法で動作可能な表示器を設け、その表示機により、部品２に必要な移動が組立担当者に表示される。これは第２の位置、即ち結合部材の固定位置で、且つ、既に存在する部品に正確な嵌め合いで接続できる位置への到達を確保するためである。同様にこの表示器は、部品２の間隔として、その最終位置のＺ方向における間隔を表示するのに役立つ。この間隔が指定された値と異なる場合、位置２、即ち固定位置でＺ方向に所望の最終高さを得るために、間隔の調節によって（ねじ山４１）、部品側のホルダ又はアンカ部品の正しい高さを設定することができる。その結果、部品２は、位置２にスナップ式に結合された後、所望の正確な最終位置に到達する。

航空機の被覆部材と構造物との間で、本発明による結合部材を用いて形成された結合部の断面図である。 構造物側のホルダを固定クランプするクランプ力の方向を示した模式図である。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った単純化された部分図である。 構造物側の受け具の位置１に、差し込みピンをスナップ式に結合した斜視図である。 図１の閉位置における構造物側の受け具の部分図である。 位置１及び位置２における、図１から４に記載の結合部材を用いて、航空機の構造物に被覆部材を固定する手順を示した図である。

符号の説明

１ 構造物
２ 被覆部材（部品）
２１ 部品表面
３ 構造物側のホルダ
３１ 平坦な切欠
３２ ホルダ板
３５ 機械的又は油圧的装置
４ 部品側のホルダ
４１ ねじ山
４２ アンカ部品
４３ ピンホルダ
４４ ボールソケット
５ 構造物側の受け具
５１ 支持フランジ
５２ アンカ
５３ 上記５における中空部
５４ Ｕ字形のロッキングクランプ
５５ 中間ボルト
５６ 円筒形本体
５７ 上記５６における穴
５８ 穴
６ 差し込みピン
６５ ボルト
６６ 足部
Ｒ_Ｚ 結合方向

Claims (8)

1. 翼ユニットに、平板状又は皿状の部品を固定するための、航空機の構造物（１）に被覆部材（２）を固定するための結合部材であって、部品側にホルダ（４）を備え、差し込みピン（６）が前記ホルダ（４）に保持され、且つ部品表面（２１）に対して少なくとも垂直（Ｚ方向Ｒ_Ｚ）に限定された範囲内で調節可能であり、構造物側に受け具（５）を備え、前記受け具（５）は弾性変形可能な軟質材料で形成され且つ前記差し込みピン（６）のための中空部（５３）を有し、
   前記中空部は前記差し込みピンの外形に形状が一致するように適合されて前記差し込みピンが前記受け具（５）とスナップ式に結合し、構造物側の前記受け具（５）は支持フランジ（５１）を有し、前記受け具は前記支持フランジによって構造物側のホルダ（３）に当接し、結合方向（Ｒ_Ｚ）に垂直に位置するＸＹ平面内で調節可能な状態で固定可能であり、
   前記差し込みピン（６）を前記受け具（５）の固定位置にスナップ式に結合する際に、当該差し込みピン（６）の下端にあるボルト（６５）により機械式又は油圧式装置（３５，５５）が押圧されて、当該支持フランジ（５１）の周縁が構造物側のホルダ（３）に固定されたホルダ板（３２）に押さえられて前記支持フランジ（５１）が構造物側のホルダ（３）に固定的にクランプされるように、前記差し込みピンが形成されていることを特徴とする、結合部材。
2. 前記受け具（５）が、前記差し込みピン（６）のための前記中空部（５３）を、Ｚ方向に互いに離間して２つ有していることを特徴とする、請求項１に記載の結合部材。
3. 前記差し込みピン（６）のＺ方向における調節機能が、ねじ山（４１）によって得られることを特徴とする、請求項１又は２に記載の結合部材。
4. 前記ねじ山４１が、部品側の前記ホルダ（４）と、前記差し込みピン（６）のアンカ部品（４２）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の結合部材。
5. 前記差し込みピン（６）が、前記アンカ部品内で、ボールジョイントによって保持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結合部材。
6. 前記支持フランジ（５１）に対する構造物側の前記受け具（５）の固定が、構造物側の前記ホルダ（３）に固定可能なホルダ板（３２）を用いて行われ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結合部材。
7. 前記受け具（５）が前記支持フランジ（５１）にアンカ（５２）を備え、前記アンカを通してＵ字形のロッキングクランプ（５４）が前記受け具（５）の本体（５６）に差し込み可能であり、前記ロッキングクランプが差し込まれているときは差し込みピンの脱落が不可能となるように、Ｕ字形の脚部の間隔（Ａ）が、前記差し込みピン（６）の足部（６６）の直径（Ｄ）に適合されてい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結合部材。
8. 前記受け具（５）の軟質材料がエラストマーであることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の結合部材。

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