JPS62143800A - 航空機の構造および構造物間の付着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ この発明は、航空機の避雷システムに関し、特に、誘電
キャップを有している金属固定具に関するものである。

上記誘電キャップは、固定具の頭部とこの固定具が設置
されるさら穴との・間のギャップを埋めるように十分な
弾力性を有し、かつその大きさが選ばれており、それに
よって、クラックのない塗膜を受入れる連続的な平らな
表面を与える。

［背景技術］ 航空機構造物の製造に際しては、黒鉛繊維強化エポキシ
樹脂のような複合材料が、アルミニウムのような金属に
代えて、益々使われだしている。

複合材料を使用することの主な利点の１つは、航空機構
造物の重量をかなり減することが可能になるということ
であり、そしてその結果として、燃料効率の良い航空機
となる。燃料節約の観点から、事業用航空機の製造に際
しては、複合材料の使用を最大限にすることが望ましい
。少なくとも部分的に複合材料から作られている構造物
の１つのタイプは、翼ボックス構造物である。この買ボ
ックス構造物は、翼外板の一部および翼燃料タンクを規
定する内部部分を形成する外板を有している。

翼ボックスは、通常、固定具によって翼構造物のレスト
に取付けられる。上記固定具は、シャフトと頭部とを有
しており、構造物の外部表面内のさら穴内に埋められる
。そのような固定具は、一般的には、構造物の強度を十
分高めるために、金属から作られる。

翼ボックスのような複合材料ＩＮ構造物固定するために
金属固定具を使用することは、重大な問題を生じさせる
。すなわち、複合材料と固定具とは導電率が異なってお
り、そのため、雷を固定具に誘引する。固定具の頭部に
対して落雷が生じたとぎ、固定具は、関ボックスの内部
に電流を導き、その結果、翼燃料タンク内で内部アーク
またはスパークが生じる。タンク内には燃料蒸気が存在
しているので、そのようなアークまたはスパークは非常
に危険である。それゆえに、固定具に対する落雷を防止
するか、あるいはその機会を最小限にするための何らか
の手段を設けることが必要である。

さら穴固定具を使用することに関連する別の問題は、普
通のさら穴固定具を設置した場合に、固定具の頭部とさ
ら穴の内壁を形成している航空機構造物の部分との間に
わずかなギャップが生ずるということである。このギャ
ップは、製造上の許容誤差によって生ずる。ギャップは
、？１！合材料の構造物を固定している金属固定具に対
する落雷を誘引する原因となる。また、固定されるべき
構造物がアルミニウムであるとさであっても、金属固定
具に対して落雷を生じさせる。また、成る場合には、固
定具の頭部の外縁の領域と構造物の残余部分との間の電
気的特性が相違していることに起因して、落雷が生ずる
。

適当な数の固定具を用いて構造物を付着した後、通常、
塗料による被覆が固定具の頭部およびそのまわりの構造
物の外部表面上に施される。固定具の頭部とその座ぐり
との間のギャップは、塗膜を薄いものにし、あるいは、
固定具の頭部の外縁のまわりにクラックを生じさせる。

塗膜が薄くなったり、あるいはそこにクランクが生じた
りすると、導電率の相違を引き起こす。このことは、結
果として、固定具の頭部の縁のまわりに電気的な誘導流
を形成する。これらの誘導流は電界を作り、そして、固
定具の頭部に落雷する機会を増大させる。

複合材料の航空機構造物の金属固定具に対する落雷を防
御するために、多くの提案がなされている。そのうちの
１つは、プラスチック固定具を使用するということであ
る。このことは、プラスチック固定具が十分な強度を有
しているという制約された状況下においては有効である
が、多くの場合、航空機の構造上の必要性から、少なく
とも部分的には金属となっている固定具の使用が必要で
ある。提案されている他の解決法は、固定具の頭部を覆
う誘電テープまたはタンクシーラントの使用である。こ
の捗の解決法は、落雷に対して信頼性ある防御法ではな
く、また非常に高価であることも証明されている。

特許文献は、複合材料の航空機構造物を落雷から防止す
るための多くのシステムを記述している。

１９７５年９月１６日に許可された米国特許第３゜９０
６．３０８号に開示されたシステムでは、構造物の要素
上に絶縁被覆を施し、さらに大きなスパンの要素に対し
ては、間隔を置いて、複数個の金属小片を絶縁外部表面
に取付けることによって、雷電流の経路に対して静止点
を与えている。１９７６年１１月２日に許可された米国
特許第３．９８９．９８４号は、金属層の下に絶縁層を
持つ航空機構造物上の外部接地された多孔金属層を開示
している。構造物外板における結合部では、金属固定具
の外部表面が露出し、また、固定具の導電率が、該固定
具に適当な被覆を施すことににって高められている。１
９８３年５月３日に許可された米国特許第４，３８２，
０４９号は、航空機構造物の外板から突出する半球形ナ
ツト固定具の半球形部分のまわりにある絶縁バリアを開
示している。そのバリアは、固定具の半球形部分のまわ
りに絶縁材料の層を形成することによってその固定具を
所定位置に取付けた後に、形成される。その成形工程は
、キャップの使用を含む。キャップは、固定具の半球形
部分のまわりに窪みを形成し、それによって絶縁バリア
の厚さを制御する。

１９７１年７月１３日に許可された米国特許第３．５９
２．１００Ｍは、集合した電気スイッチを伴なって使用
されるように設計されたねじを開示している。そこでは
、隣接するねじの頭部間におけるアークを防止している
。そのねじは、露出した金属シャンクと、ねじ切り部分
と、ベース金属を露出させるスロットを持つ絶縁された
頭部とを有している。

特許文献は、また、固定具用のプラスチック製または他
の材料の耐食性キャップの例を多く記述している。１９
６９年２月４日に許可された米国特許第３，４２５．３
１３号は、さら穴ソケット頭ねじ用のキャップを開示す
る。そのキャップは、環状スカート部と円形頂部とを含
む。また、そのキャップは、ねじの頭部が座ぐり内に置
かれた後に、そのねじの頭部の上に置かれる。キャップ
は、たとえばハンマなどの打撃によって所定位置に押し
入れられる。主１１ツブはいくらかの弾力性を有するよ
うにされており、したがって、ねじが振動によって緩む
ことを防止し、また座ぐりを水や他の汚染物から密封す
る。キャップが設置されるとき、そのキャップの頂部は
、そのまわりの表面と同じ高さにされる。ねじの頭部内
におけるソケットは充填されないままで残るが、それは
、レンチを挿入するためにおよびねじを取外すために壊
されるであろうキャップの頂部によって覆われている。

１９７０年２月１０日に許可された米国特許第３．４９
４．２４３号は、頭部の下側にテフロン（登録商標）の
ような材料をコーディングしている漏れ止めねじを開示
している。そのコーティングは、時には、シャンクおよ
びねじ切り部にも施される。１９７１年１１月１６日に
許可された米国特許第３．６２０．１１９号は、頭部の
下側およびねじの設けられていないシャンク部分にさび
止め材料を有している固定具を作るための方法および装
置を開示している。さび止め材料は、時には１１頭部の
頂部上にも設けられる。

突出た頭部を有しているタイプの固定具用の耐食性キャ
ップは、１９６９年１０月７日に許可された米国特許第
３．４７０．７８７＠、１９７１年１月２６日に許可さ
れた米国特許第３．５５７゜６５４号、１９７１年１１
月９日に許可された米国特許第３．６１８．４４４号、
１９７２年９月２６日に許可された米国特許第３，６９
３．４９５号、１９７５年５月２７日に許可された米国
特許第３．８８５，４９２号、１９７５年８月５日に許
可された米国特許第３，８９７，７１２号、１９７９年
５月１５日に許可された米国特許第４゜１５４．１３８
号、１９８２年２月２３日に許可された米国特許第４．
３１６．６９０号、および１９８３年２月１５日に許可
された米国特許第４゜３７３．８４２号において開示さ
れている。１９４１年８月１９日に許可された米国特許
第２，２５３．２６４号は、誘電液で満され、かつ金属
および誘電体で覆われた端部を有している管状ポストタ
イプの電気絶縁体を開示している。

［発明の概要］ この発明の主題は、プラスチック材料から作られた外板
を持つ第１構造物、第２構造物、および第１構造物を第
２構造物に取付（ブるための少なくとも１個の固定具を
備える航空機の構造、にある。

固定具はシャフトと頭部とを備える。シャフトおよび頭
部の各々は、プラスチック材料よりも電気的に良導性で
あり、かつ所定の大きさの荷重に耐え得る十分な強度を
有している金属から作られる。

固定具は、また、頭部の頂部に固定されその頂部を覆う
ようにされた誘電材料からなるキャップを含み、それに
よって固定具に対する落雷を防止する。第１構造物の外
板は、固定具の頭部およびキャップを受入れるたダ）の
さら穴を有している。キャップは、頭部の頂部とさら穴
の内部側面部との間のギャップを埋めるように、その形
状および大ぎさが選ばれ、かつ十分な弾力性を有するよ
うにされている。また、キャップは、外板の外部表面と
ともに、空力表面を形成する。空力表面は、均一な厚さ
を有しかつクラックのない塗膜を受入れかつそれを維持
するために、十分に連続性を有するものである。

この発明は、たとえば黒鉛繊維強化エポキシ樹脂複合材
料のようなプラスチック材料の使用に関連して上述した
問題点を解決する。航空機の構造上の強度条件に合致す
るために、航空機構造物の構成要素は、金属固定具によ
って取付けられねばならない。そのような固定具の頭部
の頂部を覆う誘電キャップを設けることによって、また
、固定部の頭部の頂部と、その頭部およびキャップが受
入れられるさら穴の内部側面部との間のギャップをその
キャップが埋めるようにすることによって、構造物およ
びそのまわりの１Ｍ構造物、固定具に対して落雷が起こ
ったときに引き起こされる内部アークおよびスパークか
ら有効に保護する。キャップは、構造物の外部表面とと
もに空力表面を形成するようにその形状および寸法が選
ばれている。

そうすることによって、構造物の空力効率を改良すると
いう（−１加的な利点が得られる。均一な厚さを有し、
かつクラックが存在しない塗膜を受入れかつそれを維持
するのに十分な連続性を有している空力表面を形成する
ことに加えて、固定具の頭部とさら穴の側壁部との間の
ギャップを埋めることによって、固定具への落雷を誘引
する電気的特性を生じさせる塗膜のギャップ、薄くなっ
ていること、またはクラックの問題点を除去する。この
発明は、落雷に対して、信頼性のある、また効果的な防
御を提供するものであり、それはまた、設置するのにお
よび補修するのに比較的安価で容易である。こうして、
この発明は、軽量の複合材料の使用を最大限にすること
によって、Ｒ大の燃料節約を可能にするものである。

この発明の好ましい特徴によれば、キャップは、固定具
の頭部の上部を覆って空力表面の一部を形成する頂部と
、固定具の頭部の側面部分を覆い、かつキャップの頂部
からさら穴内へ内方に向かって延びる環状側面部とを有
している。このことは、外部環境にさらされる固定部の
いずれかの部分が誘電材料によって保護されるというこ
とを確実にし、また、ギャップの上方部が効率的に充填
されてギャップの不所望な電気的特性を除去するという
ことを確実にする。このことは、また、キャップが、頭
部の側部表面に沿ってその一部のみが下方に延び、また
その一部のみがさら穴内に入り込むということを許容す
る。さらに、このことは、固定具のコス１〜を減するこ
とに寄与し、また固定具の容易な取付を確実にすること
にも寄与する。

この発明の成る実施例においては、固定具は、その頭部
と反対側にあるシャフトの端部に軸線方向に延びる工具
受入窪みを有するか、あるいは、その頭部の頂部表面に
工具受入窪みを有している。

前者の場合、好ましくは、頭部の頂部表面は空力表面と
ほぼ適合するようにされ、また、キャップは、頭部の頂
部表面を覆い、かつ空力表面の一部を形成するように均
一な厚さを有している誘電材料からなる連続的な一体層
を含む。このことは、固定具の製造コストを最小限にす
ることに寄与し、また、空力表面のなめらかさおよび整
合性を最大限にすることに寄与し、さらに、電気的特性
に影響を及ばずキャップの頂部におけるすきままたは穴
が全く存在しないということを確実にすることに寄与す
る。

後者の場合、キャップは、好ましくは、頭部の頂部表面
を覆い、かつ、その頂部表面内の窪みのまわりを囲む均
一な厚さの誘電材料からなる層と、誘電材料からなる本
体部とを含む。誘電材料からなる本体部は、窪みを満た
すような形状とされ、また、前記層とともに、空力表面
の一部を形成する。誘電材料からなる本体部は、固定具
が所定位置に置かれて構造物を付着した後に、窪み内に
位置するようにされる。このことは、以下の利点を与え
る。すなわら、内部ねじ込み式固定具、すなわち、シャ
フトの端部に工具受入窪みを有している固定具を使用す
ることが非実用的あるいは不可能であるような状況にお
いて、落雷に対する効果的な防御を与えるものである。

誘電材料の本体部を設けることによって、固定具のすべ
ての頂部上では確実に避雷を達成することができ、また
、構造物の空力効率を改善する。構造物が取付けられた
後にそのような本体部を置くことによって、固定具の装
着が容易になる。窪みを埋める誘電材料は比較的厚い。

なぜなら、その誘電材料は、窪み内のすべての方向に延
びでいるからである。また、誘電材料の本体部は、固定
具と構造物との間の接触領域をまたがない。こうして、
誘電材料の本体部は、誘電材料の層とともに、固定具−
ヒにクラックが存在しない連続的な保護キャップを形成
する。

この発明の他の主題は、プラスチック材料からなる外板
を持つ航空機構造物を他の航空機構造物に取付ける方法
であり、また、その方法は、落雷を防止して構造物内に
おける内部スパークまたはアークを生じさせないように
するものである。この発明のある局面によれば、その方
法は、固定具と弾性キャップとを設Ｃノる工程を備える
。固定具は、シャフトおよび頭部を有している。そして
、シャフトおよび頭部の各々は、プラスチック材料より
も電気的に良導性であり、かつ所定の大きさの荷重に耐
え得る十分な強度を有している金属から作られている。

弾力性キャップは、誘電材料から作られており、頭部の
頂部に固定されかつそれを覆うようにされている。それ
によって、固定具に対する落雷を防止する。その方法は
、また、外板内にさら穴を形成する工程と、構造物を互
いに固着するように固定具を配置する工程を含む。固定
具を配置するという工程は、その頭部とキャップとをさ
ら穴内に（装置させるということをも含む。

固定具が配置されると、キャップは、頭部の頂部とさら
穴の内部側壁部との間のギャップを埋めるようになる。

空力表面は、キャップおよび穴のまわりを囲む外板の外
部表面部から形成される。空力表面は、均一な厚さを有
し、かつクラックが存在しない塗膜を受入れ、かつそれ
を維持するのに十分な連続性を有している。その方法は
、この発明の装置に関連して既に記述した利点を有する
。

［発明を実施するための最良の態様コ 図面は、この発明を実施するのに最良と考えられるもの
を示している。

第１図〜第３図、第５図、および第６図は、それぞれ、
固定具によって、第２航空機構造物４に取付けられた第
１航空機構造物のプラスチック材料外板部２を図示して
いる。外板２のプラスチック材料は、典型的には、黒鉛
繊維強化エポキシ樹脂複合材料あるいは同様な複合材料
である。しかしながら、この明細書中で用いる「プラス
チック材料」という用語は、そのような複合材料と同様
、航空機に使用されるのに適した強度特性および重母特
性を有している他のプラスチック材料を含むものとして
理解され、ねばならない。第２航空機構造物４は、たと
えば、内部支持構造物のフランジあるいは他の種類の構
造物である。また、それらは、たとえば図面に示すよう
に金属から作られ、あるいは他の適当な材料から作られ
る。

第１図は、比較のために、複合材料の外板２を金属構造
物４に取付けるのに使用される内部にねじ込まれている
さら穴固定具１０を示している。

固定具１０はよく知られている種類のものであり、頭部
１２とシャンク１４とを含む。頭部１２は、外板２のさ
ら穴６内に受入れられている。塗膜８が、外板２の外部
表面および頭部１２に付着している。製造上の許容誤差
のために、固定具の頭部１２とさら穴６の内壁部との間
にはギャップ１６が存在している。参照番号１８は、雷
誘導流によって生じる電界を示している。上述したよう
に、雷誘導流および電界の形成は、ギャップ１６の近傍
での電気的特性の相違によって生じる。その相違は、ギ
ヤツブ１６自体によって、およびギャップ１６の領域に
おける塗膜８のクラック２０および薄くなっている部分
２２によって生じる。第１図に示す状態は、もらろん、
事業用航空機にとって受入れられないものである。その
ような状態であれば、燃料蒸気等が、構造物２．４内に
存在するようになる。

第２図は、第１図に示した装置の変形例を示しており、
その装置は、固定具１０への落雷に対する防御を与える
ための既述の手段を含む。第２図のさら穴６′は、固定
具の頭部１２を受入れる切頭円錐部の上に薄い環状の部
分２６を含むように修正されている。構造物２．４が固
定具１０によって互いに固定された後に、環状部分２６
は、タンクシーラント２８で満される。シーラント２８
、は、固定具１０の頂部上を延び、また、そこから半径
方向に外方へ延びている。シーラント層２８は、比較的
薄く、また固定具の頭部１２とさら穴６′の側壁との間
のギャップ１６をまたぐものでなければならない。これ
らの特性は、シーラント層２８を参照番号３０で示ずク
ラックの影響を受けやすいものにし、そしてこうして、
シーラント２８による保護を無効かつ信頼性のないもの
にする。

この発明の装置においては、固定具は、シャアトと、頭
部と、誘電材料のキャップとを備える。

シャフトおよび頭８１；は、第１図および第２図に示さ
れている公知の固定具のシャフト１４および頭部１２と
同様のものである。シャフトおよび頭部は、設置場所に
おける構造上の要求を基礎にして決定される所定の大き
さの荷重に耐えるのに十分な強度を有している金属から
作られる。その金属は、固定具によって取付けられる第
１構造物の外板２を形成するスラスヂックまたは複合材
料よりも電気的に良導性である。キャップは、固定具の
。

頂部を覆うように固定して取付けられ、固定界への落雷
を防止する。外板２はさら穴６を有しており、その中に
固定具の頭部およびキャップを受入れる。。キャップは
、頭部の頂部とさら穴６の内壁との間のギャップ１６を
十分に埋めやように、その形状および大ぎざが選ぼり、
かつ十分な弾力性を有するようにされる。キャップの形
状、寸法および弾力性は、また、外板２の外部表面にと
って空力表面を形成し得るように、選ばれる。空力表面
は、均一な厚さを有しているクラックのない塗膜を連続
的に受入れ、かつ１それを維持し得る。

第３図、第４図および第７図は、この発明の固定具の第
１好適実施例を図示している。固定早３６は、内部にね
じ込ま杵るタイプのものであり、金属四部４４と金属シ
ャフト３８とを含む。頭、部４４と反対側にあるシャフ
ト３８の外方端部は、その円周表面にねじ４０を有し、
かつ、その半径方向の端部表面から内方に向かって軸線
方向に延びている工具受入用のソケットあるいは窪み４
２を有している。第４図を参照願いたい、、頭部４４は
、全体的には、切頭円錐状の形状をしており、その頂部
に、比較的小さな軸線方向寸法を有している円柱部分４
６を有している。この円柱状部分４６は、第７図におい
て明瞭に示されている。

第３図、第４図および第７図に示されている固定具３６
の誘電キャップ５０は、金属頭部４４の上部を覆う頂部
５２と、頭部４４の側面部分を覆う環状側面部５４とを
有している。好ましくは、頂部５２と側面部５４とは、
１回の成形工程によって一体的に形成される。キャップ
５０の切頭円錐状の側面は、その頂部表面からさう穴６
にまで内方に向かってさら穴６の側壁とほぼ平行に延び
ている。頭部４４の側面部分は、円周外面の円柱部分４
６と、円柱部分４６に隣接する切頭円錐状の外面部分と
を含む。キャップ５０は、金属頭部４４とキャップ５０
との間に強固な付着を補償し、かつギャップ１６の頂部
が完全に充填されることを補償するのに十分な量だけ、
頭部４４の切頭円錐状表面の下方に延びている。キャッ
プ５０の内部半径方向表面は、外部頂部表面とほぼ平行
である。キャップ５０がそのような形態であることの利
点は、比較的シンプルであること、および頭部４４上に
確実に固着することである。

第３図、第４図および第７図に示すように１、頭部４４
の甲部表面は、外板２の外部表面に対してほぼ適合して
いる。キャップ５０の頂部５２は、均一な厚さを有して
いる誘電材料の連続的な一体層によって形成される。キ
ャップ５０の頂部５２あるいは外部表面は１．外板２の
外部表面とほぼ適合し、それ°とともに、空力表面を形
成！る。第３図に示すように、キャップ５０は、ギャッ
プ、１６の上方部分を効果的に埋め、それによって、塗
料βが外板２およびキャップ５０の上に被覆されるとき
、その被覆をほぼ均一ケ厚さとなるようにし、またクラ
ックを生じさ漿ない。

第５図および第６図は、この発明の固定具の第２好適実
施例を図示しており、それは、外部ねじ込みタイプのも
のである。固定具５８は、固定具３６のねじ４０と同様
なねじ（図示せず）の形成されているシャフト６０と、
工具受入凹゛部６６の形成されている頭部６２とを有し
ている。第５図および第６図に示されている窪み６６は
、プラス頭ねじ回しを受入れるように設計されている。

しかし、アレンレンチ窪みのような他の種類の窪みもま
た設けられることは言うまでもない。固定具５８のキャ
ップ７０は、以下のことを除いて、固定具３６のキャッ
プ５０と同様である。すなわち、キャップ７０の頂部７
２は、頭部６２内の窪み６６と適合するように異なって
形成されている。頂部７２は、誘電材料の層を含む。こ
の誘電材料層は、ほぼ均一な厚さで、頭部６２の頂部表
面を覆い、かつ窪み６６のまわりを囲んでいる。頂部７
２は、また、誘電材料本体部７４を含む。この誘電材料
本体部７４は、窪み６６内を充填し、がっ、周囲の誘電
材料層とともに空力表面の一部を形成し得るようにその
形状が選ばれている。この誘電材料本体部７４は、固定
具５８が構造物２，４を取付けるように置かれた後に、
窪み６６内に位置プるようにされる。本体部７４は、窪
み６６を充填し得るよ・）な形状でしかもその大ぎさに
形づくられ、かつ適当なシーラントを用いて窪みに結合
される既成プラスチック挿入物によって形成されてもよ
い。変形例として、本体部７４は、適当な液体誘電充填
物またはシーラントで窪み６６を充填することによって
形成されてもよい。その場合、窪み６６は、充填物また
はシーラントのための型として作用する。

第８図〜第１１図は、それぞれ、この発明の固定具の他
の実施例を示している。これらの固定具７６．８４．９
５．９９は、内部ねじ込みタイプのものであり、また、
第３図、第４図および第７図に示された固定具３６と同
様、空力表面にほぼ適合する頂部表面を持つ頭部４４．
８６と、キャップ７８．９０．９６，１００とを有して
いる。

キャップの頂部は、ほぼ均一な厚さの連続的なかつ一体
の誘電材料層によって形成される。しかしながら、キャ
ップ７８，９０，９６．１’ＯＯの側面８１１８０．９
２．９８．１０２Ｇ；Ｅ、異なった形態を有している。

言うまでもないが、外部工具受入窪みと適合するために
、第５図および第６図に示されているように修正された
頂部部分に関連し−て、他の形態およびそれ以外の他の
形態もまた設Ｇノられ得ることが理解される。

第８図、第１０図および第１１図に示されている固定具
７６．９５．９９において、頭部４４およびシャフト３
８は、わずかな相違点を除いて、第３図、第４図および
第７図に示されている固定具３６の頭部４４およびシャ
フト３８と同じである。固定具７６．９５．９９と固定
具３６との間の相違点は、誘電キャップの側面部の形態
にある。

第８図に示されているキャップ７８では、側面部８０の
外部表面が固定具７６の軸線と平行に延び、円柱状の表
面部分を形成している。そしてその侵、頭部４４の切頭
円錐状の側面部とほぼ平行に延び、さらにその後、切頭
円錐状部分に対してほぼ垂直な方向に切頭円錐状部分か
ら頭部４４まで延びている。その垂直表面部分の長さＸ
は、ギャップ１６の上方部分がキャップ７８によって完
全に埋められることができるような大きさとされる。

第１０図に示されているキャップ９６の側面部分９８は
、以下の相違点を除いて、第３図、第４図および第７図
に示されているキャップ５０の側面部分５４と同様であ
る。両者の間の大ぎな相違点は、側面部分の外部表面の
形態にある□。そのような側面部分の外部表面９８は、
内方に湾曲し、その後外方に湾曲し、そしてその後、キ
ャップの頂部外面から直線的に延びるというよりはむし
ろ内方に延びている。第１１図に示されているｉサップ
１００の側面部１０２は、側面部５４と異なっている。

すなわち、それは、頭部４４の円柱状部分４６を越えて
内方に延びているのではなく、直線状というよりはむし
ろギザギｆに形成されている。側面部の外部側面１０２
は、ほぼ切頭円錐状であり、その上に断面形状が三角形
の２個の環状突出部を有している。

第９図に示されている固定具８４では、頭部８６が、キ
ャップ９０の側面部９２と同様、修正ざれている。頭部
８６の頂部には、薄い円柱状部分、その後傾斜部分、そ
してその後環状の湾曲した溝８８が存在している。溝８
８の下には、シャフト３８にまで延びる切頭円錐状表面
がある。キャップ９０は、第８図に示されているキャッ
プ７８と同様、上部円柱状部分を有しており、それは、
頭部８６の切頭円錐状表面と平行に内方に延びている。

その切頭円錐状表面の内方端から、キャップ９０は、固
定具８４に向って内方に湾曲し、固定具の頭部８６上の
溝８８と交わる湾曲部分９４を形成する。湾曲した後、
キャップ９０の表面は、切頭円錐状表面と平行に延び、
頭部８６の傾斜部分と交わり、そしてキャップ９０の頂
部５２にまで延びる。キャップ９０の外部切頭円錐状表
面は、頭部８６の切頭円錐状表面から距離Ｙだけ離れて
いる。距離Ｙは、ギャップ１６の上方部分を完全に満た
すことができるような大きさとされる。第９図に示した
形態の主要な利点は、キャップ９０を、頭部８６上に確
実に固着させることができるということにある。

図面に示された色々な形態の固定具、および特許請求の
範囲に記載された発明の範囲に一致する他の形態の固定
具は、それぞれそれら特有の利点を有する。これらの利
点のうちのいくつかは、既に既述された。他の利点は、
この発明の固定具のテストを試みたときに、明らかとな
ろう。どのような形態のものを選択するかは、その場の
状況、およびキャップを形成するのに使用される材料に
よる。そのような材料は、広範囲にあるが、たとえば、
適当な誘電特性、結合特性および成形特性を有している
エポキシ樹脂などが挙げられる。

この発明の方法は、プラスチック材料の外板２を持つ航
空機構造物２を他の航空機構造物４に取付けるための手
段を提供するものであり、そして、落雷によって構造物
２．４内に内部スパークまたはアークを生じさけないよ
うにするものである。

この方法は、既に詳細に記述したタイプの固定具を設け
ることと、外板２内に固定具の頭部と誘電キャップを受
入れるためのさら穴６を形成することを含む。固淀具は
、構造物２，４を互いに付着させるように置かれる。構
造物２．４を付着するとき、固定具の頭部およびキャッ
プは、さら穴６内に置かれ、そして固定具は回される。

したがって、固定具上のねじ４０は、第２構造物４の対
応したねじに係合し、あるいは第２構造物４内のナツト
またはカラーに係合する。固定具の回転は、適当な工具
を工具受入窪み４２．４６内に差し込み、その後その工
具、またはナツトまたはカラーを酋通に回転さぼること
によってなされる。固定具を置けば、自動的に、キャッ
プは、固定具の頭部の頂部とさら穴６の側壁との間のギ
ャップ１６を埋めるようになる。その方法は、また、キ
ャップおよび穴６のまわりを囲む外板２の外部表面から
空力表河を形成することを含む。キャップがギャップ１
６を埋、め、また穴６が固定具の頭部およびキレツブを
受入れるような大きさとされているので、空力表面は、
均一な厚さを有し、かつクラックが存在しない塗膜を受
入れるのにまたそれを維持するのに十分に連続的に形成
される。

内部ねじ込み式の固定具の実施例では、空力表面を形成
する工程は、固定具を所定位置に置き、キャップがギャ
ップ１６′を埋めるようにすることによってなされてい
る。固定具が外部ねじ込み式のものであるとぎには、好
ましくは、空力表面は、キャップ７０がギャップ１６を
埋□めるように固定具５８を置き、そして、２固定具５
８によって構造物２．４を付着した後に、頭部６２の頂
・部にある工具受入穴６６を誘電材料ア４で満たすこと
ｔ、４．’：、よ翼ボックスを不要にする５いうことが
予測される。

この手順は、通常、航空機の寿命中ただ１度のみ実行さ
れるものであるので、窪み６６内の誘電材料本体部７４
が邪魔になるということは起こりそうもない。しかしな
がら、何らかの理由で固定具５８を取除く必要が生じた
ならば、材料７４は線用いて溶かして取出されることに
なろう。

第１図は、従来装置における内部ねじ込−み式固定具の
断面図である。

第２図は、他の従来装置における同種の固定具の１ｇｉ
面図である。

第３図は、この発明の装置の第１好適実施例の断面図で
ある。

第４図は、第３°図に示されている固定具の正面図であ
る。

第５図は、第１構造物およびこの発明の固定具の第２好
適実施例の外面を示す図である。

第６図は、第５図の線６−６に沿って見た断面図である
。

第７図は、第３図および第４図に示されている固定具の
頭部およびシャフトの一部を示す正面図であり、そこに
はキャップが断面で示されている。

第８図、第９図、第１０図および第１１図は、第７図と
同様な図であるが、それらは固定具のキャップの他の形
態を示している。

図において、２は第１航空機構迄物である外板、４は第
２航空機構造物、６はさら穴、８は塗膜、１６はギャッ
プ、３６は固定具、３８はシャフト、４０はねじ、４２
は工具受入窪み、Ｉ４４は頭部、４６は円柱状部分、５
０はキャップ、５２はキャップの頂部、５４はキャップ
の環状側面部を示す。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチック材料から作られた外板を持つ第１構
   造物と、 第２構造物と、 前記第１構造物を前記第２構造物に取付けるための少な
   くとも１個の固定具と、を備え、 前記固定具は、シャフトおよび頭部を備えており、前記
   シャフトおよび頭部の各々は、前記プラスチック材料よ
   りも電気的に良導性であって、かつ所定の大きさの荷重
   に耐えるのに十分な強度を有している金属から作られて
   おり、 前記固定具は、さらに、該固定具への落雷を防止するた
   めに前記頭部の頂部に固着されこの頂部を覆う誘電材料
   のキャップを備えており、 前記外板は、前記固定具の頭部およびキャップを受入れ
   るさら穴を有し、 前記キャップは、前記頭部の頂部と前記さら穴の内部側
   壁部との間のギャップを埋めるとともに、前記外板の外
   部表面とともに、均一な厚さを有しかつクラックが存在
   しない塗膜を受入れかつそれを維持するのに十分な連続
   性を有する空力表面を形成し得るように、その形状およ
   び大きさが選ばれ、また十分な弾力性を有するようにさ
   れている、航空機の構造。
2. （２）前記キャップは、前記頭部の上部を覆って前記空
   力表面の一部を形成する頂部と、前記頭部の側面部を覆
   い、かつ前記キャップの頂部から前記さら穴内に内方に
   延びる環状側面部と、を有している、特許請求の範囲第
   １項に記載の航空機の構造。
3. （３）前記頭部の頂部表面は、前記空力表面にほぼ適合
   するようにされており、前記シャフトは、前記頭部と反
   対側の端部に軸線方向に延びる工具受入窪みを有してお
   り、前記キャップは、誘電材料から作られた連続的な一
   体層を含み、その連続的な一体層は、前記頭部の頂部表
   面を覆い、かつ、前記空力表面の一部を形成するように
   ほぼ均一な厚さを有している、特許請求の範囲第１項に
   記載の航空機の構造。
4. （４）前記頭部の頂部表面は、前記空力表面にほぼ適合
   するようにされており、前記シャフトは、前記頭部と反
   対側の端部に軸線方向に延びる工具受入窪みを有し、前
   記キャップの頂部は、ほぼ均一な厚さを有している誘電
   材料からなる連続的な一体層によって形成される、特許
   請求の範囲第２項に記載の航空機の構造。
5. （５）前記頭部の頂部表面は工具受入窪みを有し、前記
   キャップは、前記頂部表面を覆い、かつ前記窪みのまわ
   りを囲むほぼ均一な厚さの誘電材料からなる層と、誘電
   材料からなる本体部とを含み、前記本体部は、前記窪み
   を充填し、かつ前記層とともに、前記空力表面の一部を
   形成し得るように、その形状が選ばれており、前記本体
   部は、前記固定具が前記構造物を付着させるのに配置さ
   れた後に、前記窪み内に配置される、特許請求の範囲第
   １項に記載の航空機の構造。
6. （６）前記頭部の頂部表面は、工具受入窪みを有してお
   り、前記キャップの頂部は、前記頂部表面を覆いかつ前
   記窪みのまわりを囲むほぼ均一な厚さの誘電材料からな
   る層と、誘電材料からなる本体部とを備え、前記本体部
   は、前記窪みを充填し、かつ前記層とともに前記空力表
   面の一部を形成し得るようにその形状が選ばれており、
   また、前記本体部は、前記固定具が前記構造物を取付け
   るために配置された後に前記窪み内に配置される、特許
   請求の範囲第２項に記載の航空機の構造。
7. （７）プラスチック材料からなる外板を持つ航空機構造
   物を他の航空機構造物に取付け、落雷を防止して前記構
   造物内における内部スパークまたはアークを生じさせな
   い構造物間の付着方法であって、 シャフトと、頭部と、弾性キャップとを有する固定具を
   設ける工程を備え、 前記シャフトおよび頭部の各々は、前記プラスチック材
   料よりも電気的に良導性であり、かつ所定の大きさの荷
   重に耐え得るのに十分な強度を有している金属から作ら
   れており、 前記弾性キャップは、誘電材料から作られており、また
   、前記頭部の頂部に固定されこの頂部を覆って、前記固
   定具への落雷を防止するものであり、さらに 前記外板内にさら穴を形成する工程と、 前記構造物を互いに付着するために、前記頭部および前
   記キャップを前記さら穴内に位置させるように前記固定
   具を配置する工程と、を備え、前記固定具を配置すると
   き、前記キャップが前記頭部の頂部と前記さら穴の内部
   側壁部との間のギャップを埋めるようにするものであり
   、さらに前記キャップ、および前記穴のまわりを囲む前
   記外板の外部表面部から、均一な厚さを持ちかつクラッ
   クが存在しない塗膜を受入れかつそれを維持するのに十
   分な連続性を有している空力表面を形成する工程を備え
   る、構造物間の付着方法。
8. （８）前記空力表面を形成する工程は、前記固定具を配
   置して前記構造物を互いに付着させた後に、前記頭部の
   頂部の工具受入窪みを誘電材料で充填する工程を備える
   、特許請求の範囲第７項に記載の構造物間の付着方法。