JP5669635B2 - 機体構成部材の連結構造 - Google Patents
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Description
本発明は、航空機の機体を構成する、例えば翼面パネル等の機体構成部材の連結構造に関する。
航空機の機体を構成する翼は一般に中空構造となっており、翼表面は、複数枚の翼面パネルにより形成されている。そして、互いに隣接する翼面パネル同士は、ファスナ部材（留め具）によって互いに連結されている。
このとき、ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、互いに重ね合わせた二枚の翼面パネル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固定金具で固定することで、翼面パネル同士を連結する。
このとき、ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、互いに重ね合わせた二枚の翼面パネル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固定金具で固定することで、翼面パネル同士を連結する。
ところで、航空機においては、被雷対策を万全に期す必要がある。航空機に被雷が発生して主翼に大電流が流れると、翼面パネル同士の連結部に、その一部、場合によっては全部が流れる。その電流値が各連結部における通過許容電流の限界値を超えると、電気アーク（あるいはサーマルスパーク）と呼ばれる放電が発生する。これは、連結部を通過する電流により、連結部を構成する主として導電材料からなる翼面パネル同士の境界面が、急激に局部的に温度上昇して溶融し、近傍の大気中に放電が発生する現象である。この現象が発生すると、多くの場合、溶融部分からホット・パーティクルと言われる溶融物の飛散が発生する。
一般に翼の内部空間は燃料タンクを兼ねているため、この被雷時において、電気アークの発生を抑えるか、あるいは、そのアークを封止することによって、発生したアークの放電とそこから飛散するホット・パーティクルが可燃性の燃料蒸気に接触しないようにする必要がある。
そこで、上記ファスナ部材と、それが連結する翼面パネルとの界面のうち、可燃性の燃料蒸気が充満する可能性のある部位に、耐雷（防爆）対策として、上記の電気アークの発生抑制や封止の対策を確実にとる必要がある。可燃性の燃料蒸気が充満する可能性のある部位とは、燃料タンク内部、一般に燃料タンクの翼端側に設置されるサージタンク（ベントスクープやバーストディスクなどが設置されるタンク）内部、燃料系統装備品内部等である。
そこで、上記ファスナ部材と、それが連結する翼面パネルとの界面のうち、可燃性の燃料蒸気が充満する可能性のある部位に、耐雷（防爆）対策として、上記の電気アークの発生抑制や封止の対策を確実にとる必要がある。可燃性の燃料蒸気が充満する可能性のある部位とは、燃料タンク内部、一般に燃料タンクの翼端側に設置されるサージタンク（ベントスクープやバーストディスクなどが設置されるタンク）内部、燃料系統装備品内部等である。
そこで、従来、翼の内部側において、ファスナ部材の先端部をシーラントによって覆ったり、ファスナ部材の先端部にキャップを設け、このキャップとファスナ部材との間に絶縁材（空気を含む）を介在させることで、電気アークを封止することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。
また、ファスナ部材を貫通させるため各種部材に形成される貫通孔の内径と、ファスナ部材の外形とを、しまり嵌め、あるいはこれに準ずる公差の嵌め合い寸法に設定することで、ファスナ部材とこれが貫通する部材との間に隙間が生じないようにする、インターフェアランスフィットあるいはトランジションフィットと称される手法が一般的に採用されている。
これは、図５（ａ）に示すように、ファスナ部材１とこれが貫通する翼面パネル２、３に形成された貫通孔２ａ、３ａとの間に隙間４が存在すると、被雷時に、翼面パネル３の表面に沿って流れる雷電流Ｌが、翼の内部空間５側でファスナ部材１から翼面パネル２に流れ込む。すると、翼の内部空間５側のファスナ部材１と翼面パネル２との境界面において電気アークＡが生じる恐れがあるからである。なお、貫通孔２ａ、３ａ以外の部分において、翼面パネル２と翼面パネル３との間には、プライマ等の絶縁層７が介在する。
これに対し、インターフェアランスフィットあるいはトランジションフィットを採用し、図５（ｂ）に示すように、ファスナ部材１と、これが貫通する翼面パネル２、３に形成された貫通孔２ａ、３ａとを密着させることで、被雷時に、翼面パネル３の表面に沿って流れる雷電流Ｌを、翼の内部空間側に位置する翼面パネル２の内部（厚さ方向中間部）においてファスナ部材１から翼面パネル２に流れ込むようにすることができる。これにより、図５（ａ）に示したような電気アークＡの発生を抑制している。
これは、図５（ａ）に示すように、ファスナ部材１とこれが貫通する翼面パネル２、３に形成された貫通孔２ａ、３ａとの間に隙間４が存在すると、被雷時に、翼面パネル３の表面に沿って流れる雷電流Ｌが、翼の内部空間５側でファスナ部材１から翼面パネル２に流れ込む。すると、翼の内部空間５側のファスナ部材１と翼面パネル２との境界面において電気アークＡが生じる恐れがあるからである。なお、貫通孔２ａ、３ａ以外の部分において、翼面パネル２と翼面パネル３との間には、プライマ等の絶縁層７が介在する。
これに対し、インターフェアランスフィットあるいはトランジションフィットを採用し、図５（ｂ）に示すように、ファスナ部材１と、これが貫通する翼面パネル２、３に形成された貫通孔２ａ、３ａとを密着させることで、被雷時に、翼面パネル３の表面に沿って流れる雷電流Ｌを、翼の内部空間側に位置する翼面パネル２の内部（厚さ方向中間部）においてファスナ部材１から翼面パネル２に流れ込むようにすることができる。これにより、図５（ａ）に示したような電気アークＡの発生を抑制している。
しかしながら、インターフェアランスフィットあるいはトランジションフィットにより電気アークＡの発生を抑制するには、ファスナ部材１の取付に際し、隙間４が生じないように、翼面パネル２、３の貫通孔２ａ、３ａの内径精度が非常に重要となっている。
したがって、翼面パネル２、３に貫通孔２ａ、３ａを形成するに際し、加工誤差が生じたり、寸法を間違えて大きな内径としてしまった場合には、隙間４が形成されてしまう。大電流が流れる部位においては、発生する電気アークＡのエネルギも大きくなるため、ファスナ部材１による電気導通機能が損なわれた場合、ファスナ部材先端部に設けたシーラントやキャップでは、電気アークＡの発生を確実に抑制できなくなる恐れがある。
したがって、翼面パネル２、３に貫通孔２ａ、３ａを形成するに際し、加工誤差が生じたり、寸法を間違えて大きな内径としてしまった場合には、隙間４が形成されてしまう。大電流が流れる部位においては、発生する電気アークＡのエネルギも大きくなるため、ファスナ部材１による電気導通機能が損なわれた場合、ファスナ部材先端部に設けたシーラントやキャップでは、電気アークＡの発生を確実に抑制できなくなる恐れがある。
また、実際においては、信頼性を高めるために、複数の電気アークの発生抑止手段や封止手段を組み合わせるのが好ましい。このため、翼面パネル２、３どうしが突き合わされる面においても、これら双方を面接触させることで導通を図ることがある（いわゆるフェイボンディング）が、何らかの処理の不具合によって導通が部分的に損なわれたりすると、その部分が高抵抗となり、シーラントやキャップで電気アークＡの発生を確実に抑制できなくなる場合があり得る。また翼面パネル２の端部２ｂと翼面パネル３との境界部分においても、これを覆うようにシーラント８が塗布されて、いわゆるフィレットシールが施される。このフィレットシールが不十分である場合に、流れる電流の大きさによっては翼面パネル２の端部２ｂと翼面パネル３との境界部分から電気アークＡが発生するのを抑制できない恐れがある。
したがって、複数の電気アークの発生抑止手段や封止手段を組み合わせた場合において、他の電気アークの発生抑止手段や封止手段が何らかの原因によって十分な機能を発揮できない場合にも、それを補って電気アークの発生を抑止しするのが好ましい。
したがって、複数の電気アークの発生抑止手段や封止手段を組み合わせた場合において、他の電気アークの発生抑止手段や封止手段が何らかの原因によって十分な機能を発揮できない場合にも、それを補って電気アークの発生を抑止しするのが好ましい。
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、十分な耐雷性能を確保できる機体構成部材の連結構造を提供することを目的とする。
かかる目的のもと、本発明の機体構成部材の連結構造は、航空機の機体を構成する複数の部材を重ね合わせた部分に、複数の部材をそれぞれ貫通して形成された貫通孔に挿入されて複数の部材を締結するファスナ部材と、部材同士が互いに隣接する部分の一部に形成された導電性材料からなる導電エリア部と、部材同士が互いに隣接する部分の残部に形成された絶縁性材料からなる絶縁エリア部と、を有し、部材同士が互いに隣接する部分において、導電エリア部に対し、複数の部材のうち機体の内側に位置する部材の端部側に絶縁エリア部が設けられていることを特徴とする。
このように、部材同士が互いに隣接する部分に形成された導電エリア部により、複数の部材間における電気的導通が図られる。これにより、被雷時に流れた電流は、導電エリア部を通って一方の部材から他方の部材に流れる。したがって、それ以外の部分に流れる電流量を抑えることができる。
また、部材同士が互いに隣接する部分において、導電エリア部に対し、複数の部材のうち機体の内側に位置する部材の端部側に絶縁エリア部を設けることで、機体の内側に位置する部材の端部に近い側に雷電流が流れるのを抑えることができる。
このように、部材同士が互いに隣接する部分に形成された導電エリア部により、複数の部材間における電気的導通が図られる。これにより、被雷時に流れた電流は、導電エリア部を通って一方の部材から他方の部材に流れる。したがって、それ以外の部分に流れる電流量を抑えることができる。
また、部材同士が互いに隣接する部分において、導電エリア部に対し、複数の部材のうち機体の内側に位置する部材の端部側に絶縁エリア部を設けることで、機体の内側に位置する部材の端部に近い側に雷電流が流れるのを抑えることができる。
ここで、互いに隣接する複数の部材は、前記の導電エリア部のみで電気的に導通するとは限らず、これに加えて、貫通孔の内周面とファスナ部材の外周面とを密着させることで、ファスナ部材と貫通孔が形成された部材との間が電気的に導通されている構成とすることができる。この場合、上記導電エリア部における電気的導通により、貫通孔とファスナ部材を介した電気的導通部分に流れる電流量を抑えることが可能となる。
このとき、導電エリア部は、いかなる形態で設けても良いが、複数の部材のうち機体の内側に位置する部材の端部に沿って帯状に設けることもできる。この場合、導電エリア部の面積を大きく確保できるので、これによって電気的導通を確実に図ることができる。
また、複数の部材のうち機体の内側に位置する部材の端部に沿って、ファスナ部材が複数列に配列されている場合、導電エリア部は、複数列に配列されたファスナ部材のうち、機体の内側に位置する部材の端部から遠い側の列のファスナ部材の外周部に形成することもできる。これにより、被雷時における雷電流を、機体の内側に位置する部材の端部から遠い導電エリア部で一方の部材から他方の部材に流すことができ、機体の内側に位置する部材の端部に近い側に雷電流が流れるのを抑えることができる。
ここで、導電エリア部は、ファスナ部材のそれぞれの外周部に環状に形成することもできる。これにより、ファスナ部材で複数の部材を締結した状態で、その締結力により導電エリア部がこれを挟む双方の部材に密着し、確実に電気的導通が図られる。
複数の部材を重ね合わせて連結した機体構成部材、例えば翼の内側が、燃料や燃料蒸気が存在する燃料タンク等の空間であることがある。このような構成において、機体の内側に位置する部材の端部に近い側に雷電流が流れるのを有効に抑えることができる。
ここで、導電エリア部は、ファスナ部材のそれぞれの外周部に環状に形成することもできる。これにより、ファスナ部材で複数の部材を締結した状態で、その締結力により導電エリア部がこれを挟む双方の部材に密着し、確実に電気的導通が図られる。
複数の部材を重ね合わせて連結した機体構成部材、例えば翼の内側が、燃料や燃料蒸気が存在する燃料タンク等の空間であることがある。このような構成において、機体の内側に位置する部材の端部に近い側に雷電流が流れるのを有効に抑えることができる。
本発明によれば、複数の部材同士が対向する部分に形成された導電エリア部により、複数の部材間における電気的導通を図ることができる。その結果、被雷時に、外方を向く部材の表面に沿って流れる雷電流を、導電パターン部を通してファスナ部材を通さずに他方の部材に流れ込むようにすることができ、複数の部材の重ね合わせ部分において電流量の許容値を向上させることができる。
また、複数の部材同士が対向する部分において、導電エリア部に対し、複数の部材のうち機体の内側に位置する部材の端部側に絶縁エリア部を設けることで、機体の内側に位置する部材の端部に近い側に雷電流が流れるのを抑えることができる。
これらにより、翼の内部空間側で電気アークが生じるのを抑制することができ、十分な耐雷性能を確保できる。
そして、このような構成を、他の被雷時における電気アーク発生抑止手段、封止手段と組み合わせることで、いずれかが所要の機能を発揮できない場合にも、これを補い、高い信頼性を確保することができる。
また、複数の部材同士が対向する部分において、導電エリア部に対し、複数の部材のうち機体の内側に位置する部材の端部側に絶縁エリア部を設けることで、機体の内側に位置する部材の端部に近い側に雷電流が流れるのを抑えることができる。
これらにより、翼の内部空間側で電気アークが生じるのを抑制することができ、十分な耐雷性能を確保できる。
そして、このような構成を、他の被雷時における電気アーク発生抑止手段、封止手段と組み合わせることで、いずれかが所要の機能を発揮できない場合にも、これを補い、高い信頼性を確保することができる。
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。
［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機体構成部材の連結構造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）からなる翼面パネル（部材）２１Ａ、２１Ｂ、…を複数枚連結することによって形成されている。そして、互いに隣接する翼面パネル２１Ａ、２１Ｂは、端部同士を互いに重ね合わせ、その重ね合わせた部分を複数本のファスナ部材２４によって互いに連結されている。
［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機体構成部材の連結構造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）からなる翼面パネル（部材）２１Ａ、２１Ｂ、…を複数枚連結することによって形成されている。そして、互いに隣接する翼面パネル２１Ａ、２１Ｂは、端部同士を互いに重ね合わせ、その重ね合わせた部分を複数本のファスナ部材２４によって互いに連結されている。
ファスナ部材２４は、ピン状のファスナ本体２５と、翼２０の内部側でファスナ本体２５に装着されるカラー（締結部材）２６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（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。ファスナ本体２５の表面処理は、使用される部位や施工方法により、無垢のもの、アルミナなどの絶縁被膜処理のもの、イオン蒸着による導電処理などを用いることが出来る。
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（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。ファスナ本体２５の表面処理は、使用される部位や施工方法により、無垢のもの、アルミナなどの絶縁被膜処理のもの、イオン蒸着による導電処理などを用いることが出来る。
ピン状をなしたファスナ本体２５は、先端部２５ａにネジ溝が形成され、後端部は先端部側より拡径した頭部２５ｂとされている。このファスナ本体２５は、翼面パネル２１Ａおよび翼面パネル２１Ｂの端部をそれぞれ貫通して形成された孔２１ｃ、２１ｄに翼２０の外側から挿入され、後端部の頭部２５ｂを孔２１ｃの周囲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。
ここで、ファスナ本体２５の外径と孔２１ｃ、２１ｄの内径とを、しまり嵌め、あるいはこれに準ずる公差の嵌め合い寸法に設定することで、ファスナ本体２５と孔２１ｃ、２１ｄとが密着してこれらの間に隙間が生じないようにする、インターフェアランスフィットあるいはトランジションフィットと称される手法により、ファスナ本体２５と孔２１ｃ、２１ｄとを電気的な導通を図り、いわゆるファスナボンディングを実現している。
ここで、ファスナ本体２５の外径と孔２１ｃ、２１ｄの内径とを、しまり嵌め、あるいはこれに準ずる公差の嵌め合い寸法に設定することで、ファスナ本体２５と孔２１ｃ、２１ｄとが密着してこれらの間に隙間が生じないようにする、インターフェアランスフィットあるいはトランジションフィットと称される手法により、ファスナ本体２５と孔２１ｃ、２１ｄとを電気的な導通を図り、いわゆるファスナボンディングを実現している。
カラー２６は、筒状で、その内周面には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の先端部２５ａのネジ溝にねじ込まれる。これによって、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂは、ファスナ本体２５の頭部２５ｂとカラー２６とによって挟み込まれ、翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂとが連結されている。
さて、翼２０の内部空間側において、ファスナ部材２４には、ファスナ本体２５の先端部２５ａおよびカラー２６を覆うキャップ３０が装着され、キャップ３０の内部に、絶縁性を有したシーラント剤３１が充填されている。
キャップ３０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の内周面には、ネジ穴３２が形成されている。キャップ３０は、翼面パネル２１Ｂに押し当てた状態で、ネジ穴３２にファスナ本体２５の先端部２５ａがねじ込まれることで、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。
なお、このようなキャップ３０に代えて、ファスナ本体２５の先端部２５ａおよびカラー２６を覆うようにシーラントを塗布しても良い。
キャップ３０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の内周面には、ネジ穴３２が形成されている。キャップ３０は、翼面パネル２１Ｂに押し当てた状態で、ネジ穴３２にファスナ本体２５の先端部２５ａがねじ込まれることで、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。
なお、このようなキャップ３０に代えて、ファスナ本体２５の先端部２５ａおよびカラー２６を覆うようにシーラントを塗布しても良い。
図１（ｂ）に示すように、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂは、翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂとが重なり合った部分において機体内側に位置する翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓが連続する方向に沿って間隔を隔てて配置された、複数本のファスナ部材２４によって締結されている。
ここで、ファスナ部材２４は、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓが連続する方向に沿って、例えば２列で配置されている。
ここで、ファスナ部材２４は、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓが連続する方向に沿って、例えば２列で配置されている。
翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが重なり合う部分において、導電パターン部４０は、複数列に配置された複数のファスナ部材２４が配置された領域に対し、翼面パネル２１Ｂの外形形状に沿って帯状に連続して形成されている。
導電パターン部４０は、導電性と、すぐには酸化しない特性とを有する材料で形成するのが好ましく、例えば、クロム酸塩系化成皮膜が好ましい。クロム酸塩系化成皮膜は、アロダイン（登録商標）による処理を翼面パネル２１Ａおよび翼面パネル２１Ｂの少なくとも一方に施すことで形成できる。
また、導電パターン部４０としては、上記以外にも、たとえば、アルミニウム、銅、金等の導電性材料を粉末状とし、その導電性材料粉を塗料等に混在させたものを翼面パネル２１Ａおよび翼面パネル２１Ｂの少なくとも一方に塗布することでも形成できる。
この場合、ファスナ部材２４による締結力により、翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂの双方に、導電性材料粉が押し付けられ、これによって翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂとの電気的導通が図られる。
導電パターン部４０は、導電性と、すぐには酸化しない特性とを有する材料で形成するのが好ましく、例えば、クロム酸塩系化成皮膜が好ましい。クロム酸塩系化成皮膜は、アロダイン（登録商標）による処理を翼面パネル２１Ａおよび翼面パネル２１Ｂの少なくとも一方に施すことで形成できる。
また、導電パターン部４０としては、上記以外にも、たとえば、アルミニウム、銅、金等の導電性材料を粉末状とし、その導電性材料粉を塗料等に混在させたものを翼面パネル２１Ａおよび翼面パネル２１Ｂの少なくとも一方に塗布することでも形成できる。
この場合、ファスナ部材２４による締結力により、翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂの双方に、導電性材料粉が押し付けられ、これによって翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂとの電気的導通が図られる。
そして、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが重なり合う部分において、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分に近い側には、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓに沿って帯状に連続する絶縁性のプライマ層（絶縁エリア部）５０が、翼面パネル２１Ａおよび翼面パネル２１Ｂの少なくとも一方に塗布されて形成されている。
このようにして、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂを重ね合わせる部分においては、導電パターン部４０とプライマ層５０とにより、いわゆるフェイボンディング部を構成している。
このようにして、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂをファスナ部材２４により締結すると、導電パターン部４０により翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが電気的に導通し、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓに沿った部分においては、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂは絶縁エリア部であるプライマ層５０により絶縁される。
また、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分には、シーラント材２８が塗布され、いわゆるフィレットシールが施されている。
その結果、被雷時に、翼面パネル２１Ｂの表面に沿って流れる雷電流Ｌを、導電パターン部４０を通して、翼面パネル２１Ａに流れ込むようにすることができる。これにより、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを抑制することができる。
そして、雷電流Ｌは、絶縁エリア部であるプライマ層５０により、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓに近い領域では絶縁されるので、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを封止できる。これにより、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分である、シーラント２８によりフィレットシールが施された部分で電気アークが生じるのをより確実に抑制することができる。したがって、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシールが万が一脱落した場合等においても、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを確実に封止できる。
このような構成を、他の被雷時における電気アーク発生抑止手段、封止手段である、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシール、ファスナ本体２５と孔２１ｃ、２１ｄとのファスナボンディングと組み合わせることで、いずれかが所要の機能を発揮できない場合にも、これを補い、高い信頼性を確保することができる。
このようにして、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合に、この空間に電気アークが飛ぶのを確実に防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
そして、雷電流Ｌは、絶縁エリア部であるプライマ層５０により、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓに近い領域では絶縁されるので、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを封止できる。これにより、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分である、シーラント２８によりフィレットシールが施された部分で電気アークが生じるのをより確実に抑制することができる。したがって、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシールが万が一脱落した場合等においても、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを確実に封止できる。
このような構成を、他の被雷時における電気アーク発生抑止手段、封止手段である、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシール、ファスナ本体２５と孔２１ｃ、２１ｄとのファスナボンディングと組み合わせることで、いずれかが所要の機能を発揮できない場合にも、これを補い、高い信頼性を確保することができる。
このようにして、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合に、この空間に電気アークが飛ぶのを確実に防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
次に、本発明に係る実施形態の複数の変形例を示す。
以下に説明する各実施形態においては、導電パターン部４０が形成される領域が異なるのみであり、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、以下の説明においては、上記第一の実施形態と共通する構成については同一符号を付与してその説明を省略し、上記第一の実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。
以下に説明する各実施形態においては、導電パターン部４０が形成される領域が異なるのみであり、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、以下の説明においては、上記第一の実施形態と共通する構成については同一符号を付与してその説明を省略し、上記第一の実施形態と異なる構成を中心に説明を行う。
［第二の実施形態］
図２に示す本実施形態においては、導電パターン部４０は、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが重なり合う部分において、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れた側に位置する列のファスナ部材２４に対応した領域にのみ、翼面パネル２１Ｂの外形形状に沿って帯状に連続するよう形成することもできる。
このようにすることで、被雷時に、翼面パネル２１の表面に沿って流れる雷電流Ｌを、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れた側に位置する列のファスナ部材２４に対応した領域の導電パターン部４０を通して、翼面パネル２１Ｂに流れ込むようにすることができる。
図２に示す本実施形態においては、導電パターン部４０は、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが重なり合う部分において、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れた側に位置する列のファスナ部材２４に対応した領域にのみ、翼面パネル２１Ｂの外形形状に沿って帯状に連続するよう形成することもできる。
このようにすることで、被雷時に、翼面パネル２１の表面に沿って流れる雷電流Ｌを、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れた側に位置する列のファスナ部材２４に対応した領域の導電パターン部４０を通して、翼面パネル２１Ｂに流れ込むようにすることができる。
絶縁エリア部であるプライマ層５０は、上記第一の実施形態に比較し、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓから離れたエリアまで、より広い幅で帯状に形成されているため、雷電流Ｌを、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓに近い領域で絶縁する効果がより大きくなる。
これにより、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分である、シーラント２８によりフィレットシールが施された部分で電気アークが生じるのをより確実に抑制することができる。したがって、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシールが万が一脱落した場合等においても、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを、より確実に封止できる。
このようにして、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合に、この空間に電気アークが飛ぶのを確実に防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
これにより、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分である、シーラント２８によりフィレットシールが施された部分で電気アークが生じるのをより確実に抑制することができる。したがって、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシールが万が一脱落した場合等においても、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを、より確実に封止できる。
このようにして、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合に、この空間に電気アークが飛ぶのを確実に防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
［第三の実施形態］
図３に示す第三の実施形態では、導電パターン部４０は、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが重なり合う部分において、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分に沿って複数列に配置されたファスナ部材２４のうち、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れた側に位置する列のファスナ部材２４にのみ設けられ、それ以外の列のファスナ部材２４には、導電パターン部４０が形成されず、その外周部にはプライマ層５０が形成されている。導電パターン部４０は、例えば、翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂの合わせ面において、孔２１ｃ、２１ｄの周囲に環状に形成される。
図３に示す第三の実施形態では、導電パターン部４０は、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが重なり合う部分において、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分に沿って複数列に配置されたファスナ部材２４のうち、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れた側に位置する列のファスナ部材２４にのみ設けられ、それ以外の列のファスナ部材２４には、導電パターン部４０が形成されず、その外周部にはプライマ層５０が形成されている。導電パターン部４０は、例えば、翼面パネル２１Ａと翼面パネル２１Ｂの合わせ面において、孔２１ｃ、２１ｄの周囲に環状に形成される。
このようにすることで、被雷時に、翼面パネル２１の表面に沿って流れる雷電流Ｌを、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れた側の導電パターン部４０を通して、翼面パネル２１Ｂに流れ込むようにすることができる。
また、絶縁エリア部であるプライマ層５０は、上記第一の実施形態に比較し、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓから離れたエリアまで、より広い面積で形成されているため、雷電流Ｌを、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓに近い領域で絶縁する効果がより大きくなる。
これにより、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分である、シーラント２８によりフィレットシールが施された部分で電気アークが生じるのをより確実に抑制することができる。したがって、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシールが万が一脱落した場合等においても、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを、より確実に封止できる。
これにより、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合に、この空間に電気アークが飛ぶのを確実に防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
また、絶縁エリア部であるプライマ層５０は、上記第一の実施形態に比較し、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓから離れたエリアまで、より広い面積で形成されているため、雷電流Ｌを、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓに近い領域で絶縁する効果がより大きくなる。
これにより、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分である、シーラント２８によりフィレットシールが施された部分で電気アークが生じるのをより確実に抑制することができる。したがって、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分におけるシーラント材２８によるフィレットシールが万が一脱落した場合等においても、翼２０の内部空間側で電気アークが生じるのを、より確実に封止できる。
これにより、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合に、この空間に電気アークが飛ぶのを確実に防ぐことができ、信頼性を高めることができる。
さらに他の実施形態としては、図４に示すように、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂが重なり合う部分において、ファスナ部材２４の外周部ではなく、ファスナ部材２４が設けられた位置から、翼面パネル２１Ｂの外周側にオフセットした領域に、翼面パネル２１Ｂの外形形状に沿って帯状に導電パターン部４０を形成することもできる。
この場合、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合には、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れたなるべく離間した位置に、導電パターン部４０を燃料タンクＦの外周部に連続して設けるのが好ましい。
この場合、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの内部空間が燃料タンク等、燃料や燃料蒸気が存在する空間である場合には、翼面パネル２１Ａの端部２１Ｓと翼面パネル２１Ｂとの境界部分から離れたなるべく離間した位置に、導電パターン部４０を燃料タンクＦの外周部に連続して設けるのが好ましい。
なお、上記実施形態では、翼面パネル２１Ａ、２１Ｂの連結部分に本発明を適用する例を挙げたが、これに限るものではない。航空機の機体を構成し、被雷時に雷電流の流れる恐れのある、例えば翼面パネル等の機体構成部材の連結部分であれば、いかなる部材どうしの連結部分にも本発明を適用することができる。
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。
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…翼、２１Ａ、２１Ｂ…翼面パネル（部材）、２１ｃ…孔、２４…ファスナ部材、２５…ファスナ本体、２６…カラー、３０…キャップ、３１…シーラント剤、４０…導電パターン部（導電エリア部）、５０…プライマ層（絶縁エリア部）
Claims (5)
- 航空機の機体を構成する複数の部材を重ね合わせた部分に、複数の前記部材をそれぞれ貫通して形成された貫通孔に挿入されて複数の前記部材を締結するファスナ部材と、
前記部材同士が互いに隣接する部分の一部に形成された導電性材料からなる導電エリア部と、
前記部材同士が互いに隣接する部分の残部に形成された絶縁性材料からなる絶縁エリア部と、を有し、
前記部材同士が互いに隣接する部分において、前記導電エリア部に対し、複数の前記部材のうち前記機体の内側に位置する前記部材の端部側に前記絶縁エリア部が設けられていることを特徴とする機体構成部材の連結構造。 - 前記貫通孔の内周面と前記ファスナ部材の外周面とを密着させることで、前記ファスナ部材と前記貫通孔が形成された前記部材との間が電気的に導通されていることを特徴とする請求項１に記載の機体構成部材の連結構造。
- 前記導電エリア部は、複数の前記部材のうち前記機体の内側に位置する前記部材の端部に沿って帯状に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の機体構成部材の連結構造。
- 複数の前記部材のうち前記機体の内側に位置する前記部材の端部に沿って、前記ファスナ部材が複数列に配列され、
前記導電エリア部は、複数列に配列された前記ファスナ部材のうち、前記機体の内側に位置する前記部材の端部から遠い側の列の前記ファスナ部材の外周部に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の機体構成部材の連結構造。 - 前記導電エリア部は、前記ファスナ部材のそれぞれの外周部に環状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の機体構成部材の連結構造。
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