JP5575218B2 - 耐雷ファスナ、耐雷ファスナのキャップ - Google Patents
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Description
このとき、ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、翼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、固定される翼パネルまたは部材は2つに限らない。
また、シーラント剤4は、粘性とともに弾性を有しているため、図5(d)に示すように、キャップ3を翼パネル等の部材5に押し付けても、前記の圧力と弾力とにより、押し付けたキャップ3が部材5から離間する方向に押し戻されてしまうという問題がある。
また、キャップ3が浮き上がり、キャップ3の端面と翼パネル等の部材5との間に介在するシーラント剤4が、キャップ3の径方向において薄くなってしまうこともある。この場合も、キャップ3と翼パネル等の部材5との界面において、アークを確実に封じ込めることができなくなる可能性があり、好ましくない。
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、キャップが浮き上がった場合であっても、キャップと翼パネル等の部材との間において、アークを確実に封じ込めることのできる耐雷ファスナ、耐雷ファスナのキャップを提供することを目的とする。
突き当たり部をファスナ部材またはファスナ部材に締結される締結部材に突き当てた状態で、キャップと第二の部材との間にクリアランスが形成されることで、シーラント剤が充填されたキャップをファスナ部材の端部に被せるときに、クリアランスからシーラント剤が外周側に溢れ出るので、シーラント剤の圧力が高まるのを抑えることができる。
また、クリアランスにシーラント剤が充填されることで、キャップが第一の部材または第二の部材から離れる方向に移動したとしても、シーラント剤がこれに追従するので、キャップと第一の部材または第二の部材の表面との間におけるアークの封じ込め機能を確実に発揮できる。
[第一の実施形態]
図1は、本実施の形態における耐雷ファスナ、耐雷ファスナのキャップ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。
この図1(a)に示すように、翼20は、その外殻が、例えば炭素繊維と樹脂との複合材料であるCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)や、アルミ合金等の金属材料からなる翼パネル(第一の部材)21によって形成されている。翼20の内部に設けられる、補強のための構造材や燃料タンク、各種の機器が、アルミ合金等の金属材料により形成されたステー等の部材(第二の部材)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、ファスナ部材24によって翼パネル21に取り付けられている。
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、先端部にネジ溝(ネジ部)25aが形成され、後端部は先端部側より拡径した拡径部25bとされている。このファスナ本体25は、翼パネル21および部材22を貫通して形成された孔21a、22aに翼20の外側から挿入され、後端部の拡径部25bを翼パネル21の外表面に突き当てた状態で、先端部を翼20の内方に突出させる。
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に噛み合うネジ溝が形成されている。このカラー26は、翼20の内方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、翼パネル21と部材22とは、ファスナ本体25の拡径部25bとカラー26とによって挟み込まれ、部材22が翼パネル21に固定されている。
図1(b)に示すように、キャップ30A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30Aは、シーラント剤34と同種の材料を用いて予め成形したものを用いることができる。これ以外にも、キャップ30A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こともできる。
また、キャップ30Aの一端部30aは、キャップ30Aの軸線に直交する平面30dが形成され、平面30dの外周側にテーパ面30cが形成されている。
ここで、キャップ30Aの肉厚が例えば2.5mmの場合、テーパ面30cの高さhは、1〜2.5mm程度とするのが好ましい。この平面30dの幅wは、0.5〜1.5mm程度とするのが好ましい。
このとき、キャップ30A内に充填されたシーラント剤34は、キャップ30Aの一端部30aの開口部から溢れ出てくるような充填量とされている。キャップ30Aの一端部30aが部材22の表面22fに突き当たった状態では、あふれ出たシーラント剤34は、キャップ30Aの一端部30aの平面30dと部材22の表面22fとの間、テーパ面30cと部材22の表面22fとの間にそれぞれ介在する(以下、テーパ面30cと部材22の表面22fとの間に介在するシーラント剤34をシーラント剤34Bと称することがある。)。ここで、シーラント剤34は、テーパ面30cと部材22の表面22fとの間に満たされ、十分な量が介在することになる。さらに、シーラント剤34は、キャップ30Aの一端部30aの外周側に環状に広がり、部材22の表面22f上で、テーパ面30cよりも高い位置まで盛り上がる(以下、このシーラント剤34をシーラント剤34Sと称することがある。)。
これにより、図2(a)に示すように、キャップ30Aを装着する終盤で、キャップ30Aと部材22との間に挟み込まれたシーラント剤34の圧力と弾性とにより、キャップ30Aが部材22から離間する方向に押し戻されたとしても、テーパ面30cと部材22の表面22fとの間に介在するシーラント剤34Bが十分な厚さを有している。したがって、キャップ30Aの一端部30aと部材22の表面22fとが離れても、シーラント剤34Bが途切れにくく、また、その外周側で環状に盛り上がったシーラント剤34Sを吸い込むことができ、シーラント剤34はより一層途切れにくくなっている。
したがって、キャップ30Aが浮き上がった場合であっても、キャップ30Aと部材22の表面との間において、アークを確実に封じ込めることができ、高い信頼性を有した耐雷ファスナを構成することができる。
次に、本発明に係る耐雷ファスナ、耐雷ファスナのキャップの第二の実施形態を示す。以下に示す説明では、上記第一の実施形態と異なる構成を中心にして説明を行い、上記第一の実施形態で示した構成と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図3(a)、(b)に示すように、本実施形態のキャップ30Bは、上記第一の実施形態のキャップ30Aと同材料でほぼ同形状に形成されるが、その他端部30bに、貫通孔40が形成されている。
このとき、キャップ30B内に充填されたシーラント剤34が、キャップ30Bの一端部30aの開口部から溢れ出るとともに、貫通孔40からも溢れ出てくる。
これにより、キャップ30B内のシーラント剤34の圧力が高まるのを抑え、キャップ30Bが部材22から離間する方向に押し戻されるのを防ぐことができる。また、キャップ30Bが押し戻されたときには、上記第一の実施形態と同様、キャップ30B内に充填されたシーラント剤34が、キャップ30Bの一端部30aの開口部から溢れ出てくる。あふれ出たシーラント剤34は、キャップ30Bの一端部30aの平面30dと部材22の表面22fとの間、テーパ面30cと部材22の表面22fとの間にそれぞれ介在する。さらに、シーラント剤34は、キャップ30Bの一端部30aの外周側に環状に広がり、部材22の表面22f上で、テーパ面30cよりも高い位置まで盛り上がる。これにより、上記第一の実施形態と同様、キャップ30Bが浮き上がった場合であっても、キャップ30Bと部材22の表面との間において、アークを確実に封じ込めることができ、高い信頼性を有した耐雷ファスナを構成することができる。
次に、本発明に係る耐雷ファスナ、耐雷ファスナのキャップの第三の実施形態を示す。以下に示す説明では、上記第一の実施形態と異なる構成を中心にして説明を行い、上記第一の実施形態で示した構成と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図4に示すように、本実施形態のキャップ30Cは、その内側に、ファスナ部材24に締結されるカラー26に突き当たる段部(突き当たり部)50が形成されている。段部50がカラー26に突き当たった状態で、キャップ30Cの一端部30aと部材22の表面22fとの間に、クリアランス51が形成されるよう、段部50の寸法が設定されている。
このとき、キャップ30Cの段部50がカラー26に突き当たることで、キャップ30Cの押し込み量が規制される。段部50がカラー26に突き当たった状態で、キャップ30Cの一端部30aと部材22との間に、クリアランス51が形成される。したがって、キャップ30Cを押し込むにともなってキャップ30Cに充填されたシーラント剤34が、キャップ30Cの一端部30aの開口部から溢れ出ると、これが、キャップ30Cの一端部30aと部材22との間のクリアランス51から外周側に広がる。
これにより、キャップ30C内のシーラント剤34の圧力が高まるのを抑え、キャップ30Cが部材22から離間する方向に押し戻されるのを防ぐことができる。また、キャップ30Cの一端部30aと部材22との間に、クリアランス51が形成され、ここにシーラント剤34が充填されているので、キャップ30Cが押し戻されたときにも、キャップ30Cと部材22との界面において、アークを確実に封じ込めることができ、高い信頼性を有した耐雷ファスナを構成することができる。
また、キャップ30A、30B、30Cの外形形状はいかなるものであっても良い。
さらに、上記第一および第二の実施形態では、テーパ面30cは、周方向に連続するよう形成する構成としたが、周方向に間欠的に複数のテーパ面30cを形成するようにしても良い。
加えて、翼20の機体外表面側においても、ファスナ部材24を構成するファスナ本体25の拡径部25bを覆うように、上記実施形態のキャップ30A〜30Cのようなテーパ面を有したキャップを被せ、キャップと拡径部25bとの間にシーラント剤を充填し、このシーラント剤をキャップ部のテーパ面と翼20の外表面との間に満たすようにしても良い。
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(第一の部材)
21a 孔
22 部材(第二の部材)
22a 表面
24 ファスナ部材
25 ファスナ本体
26 カラー
30A、30B、30C キャップ
30a 一端部
30b 他端部
30c テーパ面
30d 平面
34 シーラント剤
40 貫通孔
50 段部(突き当たり部)
51 クリアランス
Claims (3)
- 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、前記第一の部材および前記第二の部材を貫通するとともに、前記第一の部材および前記第二の部材の少なくとも一方の側に突出する軸部を有するファスナ部材と、
前記第一の部材および前記第二の部材の少なくとも一方の側に突出した前記ファスナ部材の前記軸部を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなるキャップと、
前記キャップの内部に充填されて、前記キャップと前記ファスナ部材との間の空間を塞ぐ絶縁性材料からなるシーラント剤と、を備え、
前記キャップは、前記ファスナ部材または前記ファスナ部材に締結される締結部材に突き当たる突き当たり部を有し、
前記突き当たり部を前記ファスナ部材または前記ファスナ部材に締結される締結部材に突き当てた状態で、前記キャップと前記第一の部材の表面、または、前記キャップと前記第二の部材との間にクリアランスが形成され、前記クリアランスに前記シーラント剤が充填されていることを特徴とする耐雷ファスナ。 - 前記ファスナ部材の前記軸部が、前記第一の部材および前記第二の部材の両側に突出し、
前記軸部の一端側および他端側にそれぞれ前記キャップが設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載の耐雷ファスナ。 - 第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の先端を覆うように取り付けられるキャップであって、
前記キャップは絶縁性材料からなり、かつ、前記ファスナ部材の前記先端を収容する開口部を有し、
前記キャップは、前記ファスナ部材または前記ファスナ部材に締結される締結部材に突き当たる突き当たり部を前記キャップの内部に有するとともに、
前記キャップは、絶縁性材料からなるシーラント剤を前記開口部に充填した状態で使用されるものであり、かつ
前記突き当たり部を前記ファスナ部材または前記ファスナ部材に締結される締結部材に突き当てた状態で前記キャップが取り付けられると、前記キャップと前記第一の部材の表面、または、前記キャップと前記第二の部材との間にクリアランスが形成され、前記クリアランスに前記シーラント剤が充填されることを特徴とする耐雷ファスナのキャップ。
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