JP6483690B2 - 注入された密閉剤を備えるキャップ部材 - Google Patents

Description

本発明は、構造体から突出する固定具の端部回りに密閉空洞を形成するためのキャップ部材に関する。
本発明は、さらに、このようなキャップ部材を備える接合部と、このような接合部を形成するための方法とに関する。

構造体から突出する固定具の端部回りに密閉空洞を形成するための公知のキャップ部材は、引用文献１ＷＯ−Ａ−２０１２／１０７７４１に記述されている。
このキャップ部材は、内側キャップ部と外側キャップ部とを備える二部品構造を有している。
密閉材料がこれらのキャップ部の間に供給され、外側キャップ部は、密閉材料を環状凹部内へ押し込むために押し下げられ、構造体との密閉を形成する。

国際公開ＷＯ−Ａ−２０１２／１０７７４１

本発明の第一態様は、構造体から突出する固定具の端部回りに密閉空洞を形成するためのキャップ部材を提供する。
このキャップ部材は、中央空洞への開口を取り囲む縁部分において終端する環状基部を備えるキャップ本体と、スカート部と基部との間に環状凹部を提供する環状スカート部と、スカート部の入口穴であって、凹部と流体的に連通し、凹部内への入口穴を介してスカート部を通る密閉材料の流れを提供するために密閉材料注入装置と相互接続するように配置される入口穴と、スカート部の出口部であって、凹部と流体的に連通し、密閉材料が入口穴から凹部内へ流れるときに、空気がスカート部を通り出口部を介して凹部から逃げることを可能とするように配置される出口部と、を具備する。

本発明の第二態様は、構造体と、構造体から突出する固定具の端部と、固定具の端部回りに密閉空洞を形成する第一態様によるキャップ部材と、を具備する接合部を提供し、キャップ部材は、キャップ部材を構造体に固定する凹部内の硬化した密閉材料を具備する。

本発明の第三態様は、このような接合部を組み立てる方法を提供し、この方法は、固定具の端部上にキャップ部材を取り付けることと、入口穴を密閉材料注入装置に相互接続することと、凹部内への入口穴を介してスカート部を通る密閉材注入装置からの密閉材料の流れ、及び、密閉材料がこのように流れるときに出口部を介してスカート部を通り凹部から逃げる空気を提供することと、包含する。
キャップ本体及びスカート部は、特許文献１におけるように別々の部分により形成されても良いが、より好ましくは、スカート部の少なくとも一部は、環状基部と一体に形成される（例えば射出成型によって）。

出口部は、密閉材料が入口穴から凹部内へ流れるときに、空気が出口部を介してスカート部を通り凹部から逃げることを可能とする任意の開口又は通路を具備しても良い。
一実施形態において、出口部は、スカート部の出口穴であり、一般的に、出口穴とスカート縁部分との間にスカート部の一部分により閉じられた穴である。
もう一つの実施形態において、出口部は、スカート部の縁部分の窪みを具備する。
一般的に、スカート部は、凹部を取り囲むスカート縁部分で終端し、窪みが形成される場所を除いて平面に位置する。

スカート部と基部との間の環状凹部は、連続的に、又は、段階的に、出口部へ向けて減少する深さを有しても良い。
一般的に、スカート部は、キャップ本体に接する外側端部からスカート縁部分へ延在し、外側端部からスカート縁部分へのスカート部の深さは、出口部へ向けて減少する。

環状スカート部は、一般的に、キャップ軸線を取り囲む。
入口穴及び出口部は、キャップ軸線の同じ側に並んで位置させられても良く、より好ましくは、それらは、キャップ軸線の反対側に位置させられる。

入口穴は、ちょうど、注入装置のノズルを受け入れるのに適当な大きさであるスカート部の穴であって良い。
しかしながら、より好ましくは、スカート部は、スカート部から外方向に突出して入口穴へつながる注入通路を提供する筒状突起を具備し、この筒状突起は、密閉材料注入装置と相互接続するように配置されている。

入口穴、注入通路、及び、筒状突起は、任意の形状であっても良いが、一般的に、これらは、円形断面である。

環状基部の縁部分は、一般的に、その周囲の全部又は大部分回りが平面に位置する。
これは、環状基部の縁部分がその全周の全部又は大部分回りで構造体の平坦表面と接触することを可能とする。
スカート部は、環状基部の縁部分から引っ込んでいても良いが、より一般的には、環状基部の縁部分と同じ平面に位置するスカート縁部分で終端する。

一般的に、スカート部の外側端部は第一平面に位置し、スカート縁部分は第二平面に位置する。好ましくは、出口部の中心は、第二平面より第一平面のより近くに位置させられる。

一実施形態において、スカート部は、第一材料から環状基部と一体に形成されて、環状基部の縁部分と同じ平面に位置しない第一縁部分で終端する第一部分と、第一材料より柔軟な第二材料から形成される第二部分とを有し、この第二部分は、環状基部の縁部分と同じ平面に位置するスカート縁部分で終端する。
第二部分は、第一部分へ接着され又は他の方法（例えば二段階型成形によって）で固定されても良く、又は、入れ子構造を形成するように第一部分上に取り付けられても良い。

キャップ本体は、一般的に、固定具の端部に接触する。
選択的に、キャップ本体は、一つ以上の突起を有し、突起（又は各突起）は、中央空洞内へ内方向に延在し、固定具の端部を把持する。
好適な実施形態において、突起は、三つ以上の放射状に延在する突出部を具備する。

スカート部は、キャップ本体に接する外側端部からスカート縁部分へ延在する。
同様に、凹部は、スカート部の外側端部に近い外側端部からスカート縁部分に近い内側端部へ延在する。
凹部は、均一な幅を有しても良く、又は、外側端部から内側端部へ延在するときに増加する幅を有しても良い。

スカート部は、二つ以上の出口部を有しても良いが、単一の出口部だけより好ましくない。単一の出口部だけを設けることは、密閉材料が出口部から押し出される前に凹部が密閉材料で満たされる（空気隙間なく）ことを保証する。

硬化した密閉材料は、一般的に、出口部を満たし、選択的に、さらに出口部から押し出される。出口部を通る凹部からの密閉材料の流出の検出は、密閉材料の流れを止める起因として使用されても良い。

一般的に、接合部は、航空機に設けられ、より好ましくは、この構造は航空機の燃料タンクの一部を形成する。

本発明の実施形態は、以下の添付図面を参照して述べられるであろう。

図４の線Ａ−Ａに沿って切り取られた接合部の断面である。 キャップ部材に取り付けられた注入ノズルを示し、密閉材料が注入される以前の図４の線Ａ−Ａに沿って切り取られた断面である。 キャップ部材の平面図である。 キャップ部材の底面図である。 板材に設置された二部品のキャップ部材の平面図である。 板材上に設置された二部品のキャップ部材の断面である。 固定具上に設置されたキャップ部材の断面である。 盛り上がり隅肉部を有する板材上において密閉剤が注入されている図７のキャップ部材を示す。 平坦な板材上において密閉剤が注入されている図８のキャップ部材を示す。 図８のキャップ部材の後面図である。 図８のキャップ部材の正面図である。 図８のキャップ部材の側面図である。 図８のキャップ部材の等角図である。 図８のキャップ部材の底面図である。 傾斜スカート部を備えるキャップ部材の正面図である。 図１５のキャップ部材の側面図である。 図１５のキャップ部材の等角図である。 図１５のキャップ部材の底面図である。 構造体上に設置された図１５のキャップ部材の断面である。

図１に示された接合部１００は、航空機の外板のような構造体１１０を包含する。
固定具の端部１２０は構造体から突出する。
固定具は、構造体１１０を貫通する軸線方向に延在する軸１２１と、軸１２１上にねじ込まれたナット１２２と、ナット１２２と構造体１１０との間の一対のワッシャ１２３，１２４と、を具備する。
ワッシャ１２３は、ナット１２２の相似形の凸表面１２６に当接する球状凹表面１２５を有し、こうして、軸１２１が表面１１０に対して鋭角で（図１における直角よりもむしろ）延在することを可能とする。

キャップ部材は、固定具の端部１２０を囲み、図２を参照して詳細に述べられるであろう。
キャップ部材は、ドーム状の外側（上側）部分２００と中央空洞１３０への開口を取り囲む縁部分２１１で終端する筒状基部２１０とを備えるキャップ本体を有する。
縁部分２１１は平面に位置し、それにより、キャップ部材が図示されたような固定具の端部１２０上に取り付けられるときに、その全周回りで構造体の１１０の平坦表面に密着係合することができる。

キャップ本体には、図４に最も明確に示されたように、中央空洞内へ内方向に突出する六つの放射状に延在する突出部４００が形成される。
突出部４００は、所望位置にキャップ部材を固定する締りばめとしてワッシャ１２３，１２４の筒状外面を把持する。

環状スカート部２２０は、それがキャップ本体と接する外側（上側）端部２２１から環状基部の縁部分２１１と同じ平面に位置する内側（下側）スカート縁部分２２２へ延在する。
縁部分２１１と同様に、スカート縁部分２２２もスカート縁部分２２２の閉じた全周囲回りで造体１１０の平坦表面に接触する。
スカート部は、キャップ軸線２３０に対して鋭角で本体から離れるように延在する広がり外側（上側）部分２２３と、キャップ軸線２３０と平行に延在する筒状内側（下側）部分２２４と、を有する。

環状凹部２４０が、スカート部２２０と基部２１０との間に設けられる。
凹部２４０は、スカート部の外側端部２２１における閉鎖外側端部２４１からスカート縁部分２２２における開放内側端部２４２へ延在する。
スカート部の外側部分２２３の広がり形状のために、凹部２４０は、それが外側端部２４１から内側端部２４２へ延在するときに増加する半径方向幅を有する。

スカート部は、スカート部から外方向に突出して円形入口穴２５１へつながる注入通路を提供する筒状突起２５０を有する。
筒状突起２５０は、凹部２４０内への入口穴２５１を介してスカート部を通る密閉材料の流れを提供するために、密閉材料注入装置のノズル２６０と相互接続するように配置されている。
この場合において、反対の構造も可能であるけれども、ノズル２６０内に突起２５０を受け入れることによって突起及びノズルは相互接続される。

適当な密閉材料は、ケメタルグループ(Chemetall Group)から入手可能なナフトシール（登録商標）のＭＣ２３８Ｂ，ＭＣ２３８Ａ，ＭＣ７８０のようなポリサルファイドの密閉剤である。

スカート部は、さらに、入口穴２５１に対してキャップ軸線２３０の反対側に円形出口穴２７０を有する。
出口穴２７０は、凹部２４０と流体的に連通しており、密閉材料が入口穴２５１から凹部内へ流れるときに、空気が出口穴２７０を介してスカート部を通り凹部２４０から逃げることを可能とするように配置されている。
凹部が満たされると、次いで、凹部内の圧力は、密閉材料が出口穴２７０を介してスカート部を通して凹部から逃げるように押圧するまで増加する。
出口穴２７０からの密閉材料のこの流出が視覚的に観察されるときに、密閉材料注入装置２６０からの密閉材料の流れは止められ、装置２６０は取り外される。

密閉材料は、次いで、凹部内に硬化した密閉材料１４０（図１に示される）を残すように硬化することが可能であり、これは、キャップ部材を構造体に固定して空洞１３０回りの密閉を形成する。
この密閉は、空洞２３０内への水分又は他の汚染物質の進入を防止し、さらに、落雷の場合において、プラズマ又は他の脱ガス物質が空洞２３０から出ることを防止する。
硬化した密閉材料は、出口穴２７０から突出する小さな端部１４１を有する。
硬化した密閉材料は、注入通路及び入口穴２５１も満たす。

出口穴２７０は、出口穴２７０とスカート縁部分との間のスカート部の一部分によって閉じられた穴としてスカート部の本体に形成される。
出口穴２７０は、凹部の内側端部２４２の軸線位置より凹部の閉鎖外側端部２４１の軸線位置により近い軸線位置を有する。
言い換えれば、出口穴２７０の中心は、縁部分２１１，２２２の平面より凹部の外側端部２４１の平面のより近くに位置させられる。
このように凹部２４０の外側（上側）端部へ向けて出口穴を位置させることは、密閉材料が流出を開始する以前に、凹部が完全に満たされる（空気の隙間なく）ことを保証するので好ましい。
さらに、スカート部に単一の出口穴２７０だけ（多数の出口穴よりむしろ）を設けることは、凹部が完全に満たされたときにだけ密閉材料が流出を開始することを保証する。

キャップ部材の全ての部分は、射出成型又はその同類によって一体的に形成される。
適当な材料は、サビックイノベーティブプラスチックホールデングＢＶ(SABIC Innovative Plastics Holding BV.)から入手可能なＵｌｔｅｍ２４００又はＵｌｔｅｍ２３１０のようなガラス充填のポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂である。

選択的なキャップ部材が図５及び６に示されている。
スカート部の広がり部分２２３は、第一材料（Ｕｌｔｅｍ２４００又はＵｌｔｅｍ２３１０のような）から環状基部２１０と一体に形成され、環状基部２１０の縁部分２１１と同じ平面に位置しないように軸線方向に引っ込んでいる第一縁部分６００において終端する。
スカート部の第二部分６１０は、入れ子構造を形成するように広がり部分２２３上に取り付けられる。
第二部分６１０は、突起２５０が通り突出する穴と、他方の出口穴２７０と整列する出口穴６２０と、を有する。

第二部分６１０は、広がり部分２２３を形成する材料より柔軟な第二材料から形成され、環状基部の縁部分２１１と同じ平面に位置するスカート縁部分６３０において終端する。
構造体は、平坦な部分６４０と立ち上がり部分６５０とを有する。
スカート部の柔軟な第二部分６３０は、それが構造体のこの立ち上がり部分６５０に係合するように、立ち上がり縁部６６０を形成するように曲がることができる。
第二部分６１０の適当な材料は、燃料タンクに適して密閉剤に接着可能な化学的耐性エラストマ、例えば、デュポン社から入手可能なビトン（登録商標）のフルオロエラストマである。
選択的に、第二部分は、二段階型成形工程を使用して硬化した密閉剤から形成されることができる。

本発明のさらなる実施形態によるキャップ部材が、図７〜１３に示されている。
キャップ本体には、図１３に最も明確に示されているように、中央空洞内へ内方向に突出する四つの放射状に延在する突出部５００が形成される。
各突出部５００は、その下側（内側）端部にフック部５０１を有する。
ワッシャ１２４は、ワッシャ１２３より僅かに小さな外径を有し、それにより、浅い環状窪みが形成される。
フック部５０１は、この窪みにスナップ取り付けのように受け取られ、ワッシャ１２３の張り出し部分が、フック部５０１に係合し、キャップ部材が外れることを防止する。

スカート部は、凹部を取り囲むスカート縁部分５０２において終端し、図１１に最も明確に示された出口窪み５０４が形成された場所を除いて、周囲の大部分回りで平面に位置する。
図１４に示されているように、出口窪み５０４は、キャップ部材の周囲の約１／６回りに延在する。
スカート部には、窪みの反対側において、入口穴５１０につながる筒状ボス５０９が形成される。
ボス５０９は、キャップ軸線に関して傾斜させられる第一実施形態のボス２５０とは異なって、入口穴５１０から軸線方向に離れるように延在する。

図１４に見られることができるように、キャップ部材の軸線からのスカート縁部分５０２の距離Ｒ１は、窪み５０４の縁部分への距離Ｒ２より大きい。
これは、キャップ部材が図８に示されたように構造体の立ち上がり部分６５０近くに位置させられることを可能とする。
図８の例において、窪み５０４の縁部分は、この立ち上がり部分６５０の半径部分に係合するように図示される。
窪み５０４の縁部分は、単一点において又は線に沿って半径部分に係合しても良いが、小さな空気隙間がスカート縁部分と構造体との間に残り、これは、図８に示されたように、密閉剤が注入されるときに、空気が出口窪み５０４を通り凹部から逃げることを可能とする。
他方で、完全に平坦な構造体上に設置されたキャップ部材が図９に示される。
この場合において、空気は、窪み５０４の完全な延在を横断して凹部から逃げることができる。

スカート縁部分は、もはやその閉じた全周囲回りで構造体に接触しないけれども、それでも図７〜１４のキャップ部材は確実な接合部を提供することが見出される。

本発明のさらなる実施形態によるキャップ部材が図１５〜１９に示される。
スカート部の外側（上側）端部５５０は、図１６に最も明確に見られるように、入口穴から出口窪みへ下だり傾斜し、それにより、凹部の深さ（ゆえに、流れ断面積）が入口から出口へ連続的に減少する。
これは、密閉剤を出口５０４へ向けて案内するのに役立つ密閉剤に焦点を合わせた効果を有する。
さらに、窪み５０４がほぼ凹部の全体的に減少した深さに渡って延在する（すなわち、窪み５０４の上部が図１５に示されたようにスカート部の上側端部５５０に近接する）ために、凹部のこの領域での空気溜まりの形成の機会は、どちらかといえば殆どない。

図１７及び１９に示されたように、スナップ取り付けの突出部５００は、図１９に示されたように、ワッシャ５７０の対応する鋸歯部に受け入れられる鋸歯状突出部５６０によって置き換えられる。

本発明は一つ以上の好適な実施形態を参照して上述されたけれども、様々な変更又は変形が、添付請求の範囲に定められたような本発明の範囲を逸脱することなくなされても良いことは明らかであろう。

Claims (20)

1. 固定具の端部回りに密閉空洞を形成するためのキャップ部材であって、
   ａ）中央空洞への開口を取り囲む縁部分において終端する環状の基部を備えるキャップ本体と、
   ｂ）スカート部と基部との間に環状凹部を提供する環状のスカート部と、
   ｃ）前記スカート部の入口穴であって、前記凹部と流体的に連通し、前記凹部内への前記入口穴を介して前記スカート部を通る密閉材料の流れを提供するために密閉材料注入装置と相互接続するように配置される入口穴と、
   ｄ）前記スカート部の出口部であって、前記凹部と流体的に連通し、前記密閉材料が前記入口穴から前記凹部内へ流れるときに、空気が前記スカート部を通り前記出口部を介して前記凹部から逃げることを可能とするように配置される出口部と、
   を具備する、
   ことを特徴とするキャップ部材。
2. 前記環状のスカート部は、キャップ軸線を取り囲み、前記入口穴及び前記出口部は、前記キャップ軸線に関して反対側に配置されている、ことを特徴とする請求項１のキャップ部材。
3. 前記スカート部は、前記スカート部から外方向に突出して前記入口穴へつながる筒状突起を具備し、
   前記筒状突起は、前記凹部内への前記入口穴を介して前記スカート部を通る密閉材料の前記流れを提供するために前記密閉材料注入装置と相互接続するように配置されている、
   ことを特徴とする請求項１から２のいずれか一項に記載のキャップ部材。
4. 前記スカート部の少なくとも一部は、前記環状の基部と一体に形成される、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キャップ部材。
5. 前記環状の基部の縁部分は、その周囲の全部又は大部分回りが平面に位置し、
   前記スカート部は、前記環状の基部の縁部分と同じ平面に位置するスカート縁部分で終端する、
   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キャップ部材。
6. 前記スカート部は、第一材料から前記環状の基部と一体に形成されて、前記環状の基部の縁部分と同じ平面に位置しない第一縁部分で終端する第一部分と、前記第一材料より柔軟な第二材料から形成される第二部分と、を有し、
   前記第二部分は、前記環状の基部の縁部分と同じ平面に位置する前記スカート縁部分で終端する、
   ことを特徴とする請求項５のキャップ部材。
7. 前記第二部分は、入れ子構造を形成するように前記第一部分上に取り付けられる、ことを特徴とする請求項６のキャップ部材。
8. 前記スカート部は、前記キャップ本体に接する外側端部からスカート縁部分へ延在し、
   前記凹部は、前記スカート縁部分の前記外側端部に近い外側端部から前記スカート縁部分に近い内側端部へ延在する、
   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キャップ部材。
9. 前記凹部は、その外側端部からその内側端部へ延在するときに増加する幅を有する、ことを特徴とする請求項８のキャップ部材。
10. 前記スカート部の前記外側端部は第一平面に位置し、
    前記スカート縁部分は第二平面に位置し、
    前記出口部は、前記スカート部の出口穴を具備し、前記出口穴の中心は、前記第二平面より前記第一平面のより近くに位置させられる、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載のキャップ部材。
11. 前記キャップ本体は、さらに、一つ以上の突起を具備し、前記突起は、前記中央空洞内へ内方向に延在する、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のキャップ部材。
12. 前記スカート部は、単一の出口部だけを有する、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のキャップ部材。
13. 前記出口部は、前記スカート部の出口穴又は前記スカート部の縁部分の窪みを具備する、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のキャップ部材。
14. 前記出口部は前記スカート部の出口穴を具備する、ことを特徴とする請求項１３に記載のキャップ部材。
15. 前記出口部は前記スカート部の縁部分の窪みを具備する、ことを特徴とする請求項１３に記載のキャップ部材。
16. 前記スカート部と前記基部との間の前記環状凹部は、前記出口部へ向けて減少する深さを有する、ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のキャップ部材。
17. 構造体と、
    前記構造体から突出する固定具の端部と、
    固定具の前記端部回りに密閉空洞を形成する請求項１から１６のいずれか一項に記載のキャップ部材であって、前記キャップ部材を前記構造体に固定する硬化した密閉材料を前記凹部内に備える、キャップ部材と、
    を具備する、ことを特徴とする接合部。
18. 前記硬化した密閉材料は、前記出口部を満たし、選択的に、さらに前記出口部から押し出される、ことを特徴とする請求項１７の接合部。
19. 請求項１７又は１８の何れかに記載の接合部を組み立てる方法であって、
    前記固定具の端部上に前記キャップ部材を取り付けることと、
    前記入口穴を密閉材料注入装置に相互接続することと、
    前記凹部内への前記入口穴を介して前記スカート部を通る前記密閉材注入装置からの密閉材料の流れ、及び、前記密閉材料がこのように流れるときに前記出口部を介して前記スカート部を通り前記凹部から逃げる空気を提供することと、
    を含む、
    ことを特徴とする方法。
20. 前記密閉材料が前記出口部を介して前記スカート部を通り前記凹部から逃げることを検出することと、
    前記検出することに応じて前記密閉材料注入装置からの密閉材料の前記流れを停止すること、
    をさらに含む、ことを特徴とする請求項１９の方法。

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