KR102034213B1 - 향상된 전기 에너지 분산 특성들을 갖는 패스너들 - Google Patents

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Abstract

패스너들을 제작하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 일 실시예는 패스너를 포함하는 장치이다. 패스너는 헤드, 이 헤드로부터 연장되며, 대응하는 홀과 끼워맞춤식으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크, 및 이 생크의 원주 둘레에서 불연속적으로 스페클되며, 생크의 표면의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 남겨두고, 생크를 따라 축방향으로 연장되는 코팅부를 포함한다. 코팅부는 표면보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 코팅부는 표면보다 더 높은 유전체 내전압을 나타낸다.

Description

향상된 전기 에너지 분산 특성들을 갖는 패스너들{FASTENERS HAVING ENHANCED ELECTRICAL ENERGY DISPERSION PROPERTIES}
본 개시내용은 패스너들의 분야에 관한 것으로, 특히, 전기 에너지를 분산시키는 패스너들에 관한 것이다.
항공우주 산업에서는, 항공기의 다양한 구조적 컴포넌트들을 기계적으로 결합시키기 위해, 패스너들이 사용된다. 예컨대, 항공기 날개의 스킨의 일부를 형성하는 복합 또는 금속 패널들은 패스너를 통해 서로 조이닝될 수 있다. 항공기 구조들에서는, 패스너들을 간섭적으로(in interference) 설치하는 것이 종종 바람직하며, 이는 패스너 직경이 이 패스너를 수용하는 홀의 직경보다 더 크다는 것을 의미한다. 패스너들의 억지 끼워맞춤(interference-fit) 설치는 항공기 조립 동작들을 가능하게 하며, 조인트 성능을 개선시킬 수 있다. 패스너들이 항공기의 구조적 강도를 향상시키도록 의도되기 때문에, 패스너를 설치하는 행동이 항공기의 하부의 구조적 컴포넌트들을 손상시키지 않는다는 것을 보장하는 것이 여전히 바람직하다. 특히, 억지 끼워맞춤 패스너가 너무 많은 힘으로 복합 부품을 통해 강제되면, 이는 복합 부품이 박리(delaminate)되거나 또는 다른 이슈들을 경험하게 할 수 있다. 따라서, 억지 끼워맞춤 패스너는, 설치 동안 패스너를 밀어 넣기 위해 사용되는 힘의 양을 감소시키는 윤활유를 활용할 수 있다. 과도한 힘은 또한, 패스너에 손상을 초래할 수 있으며, 금속 및 복합 부품들로 구성된 조인트들에서, 과도한 힘은 추가적으로, 금속 부품들의 해로운 골링(galling), 스코어링(scoring) 또는 과도한 변형을 초래할 수 있다. 패스너 삽입력의 크기는, 패스너 또는 홀에 대한 윤활유들의 적용에 의해, 간섭량을 제한함으로써, 또는 원하는 간섭 상태를 생성하기 위해 패스너를 홀 안에 밀어 넣거나 또는 끌어당기는 것 이외의 수단을 사용함으로써 제어될 수 있다.
패스너의 구조적 강도를 고려하는 것이 중요하지만, 패스너들이 주변의 구조로부터 전기 에너지를 적절하게 전도하고 그리고/또는 분산시키는 것이 또한 중요하다. 따라서, 에너지가 패스너에 축적(building)되는 것을 방지하는 방식으로, 패스너가 전기 에너지를 주변의 구조적 컴포넌트들로 효율적으로 분산시키는 것이 여전히 중요하다.
구조적 강도 및 전기적 호환성 둘 모두가 여전히 바람직하지만, 패스너를 설계할 때 이들 요건들 둘 모두를 밸런싱하는 것은 복잡한 프로세스이다. 예컨대, 윤활성을 향상시키고, 그에 따라 패스너를 설치하기 위해 사용되는 힘의 양을 감소시키기 위하여, 패스너는 코팅될 수 있다. 그러나, 코팅들 및/또는 마무리(finish)들이 패스너를 이 패스너의 환경으로부터 전기적으로 절연시켜서, 전기 에너지를 적절하게 소산시키는 패스너의 능력을 좌절시킬 수 있다. 다른 예로서, 보호성 금속 슬리브로 시스(sheath)된 패스너들을 사용하는 것은, 적절한 에너지 소산 레벨을 제공하며, 패스너 설치 동안 복합 부품들을 손상시킬 가능성을 감소시킬 수 있다. 그러나, 그러한 패스너들은 일반적으로 비쌀 수 있다.
적어도 이들 이유들로, 설계자들은, 구조적 및 전기적 설계 제약들 둘 모두를 준수하면서 밸런스를 맞추는 패스너 설계들을 계속해서 찾아낸다.
선행 기술은, 윤활유로 채워지는 리세스들, 즉 포켓들이 나사 헤드의 하부에 제공되는 나사를 개시하는 US 2013/183119 A1를 포함한다. 나사가 조인트 상에 조여질 때, 여러 번 느슨하게 하고 조이는 동안 마모 및 마손을 방지하기 위하여, 포켓들로부터 윤활유가 방출된다. US 2013/183119 A1은 억지 끼워맞춤 패스너가 아니다.
본 발명은, 패스너들이 간섭 상태로 홀 안에 설치될 구역들에서, 패스너들 상으로의 불규칙한(예컨대, 스페클된/스패터링된) 코팅들, 예컨대 금속 착색 코팅들의 적용에 관련된다. 예컨대, 패스너들은, 항공기의 구조적 컴포넌트들과의 억지 끼워맞춤을 위해 치수화된 생크를 포함하는 풀-타입 록 볼트(pull-type lock bolt)들을 포함할 수 있다. 패스너의 표면은 가장 기본적인(bare) 상태일 수 있거나, 또는 마무리(예컨대, 양극처리(anodize), 또는 그릿 블라스팅(grit blasting) 등을 통해 나금속(bare metal)으로부터 형성된 마무리)로 부분적으로 또는 그 전체가 코팅될 수 있다. 추가적으로, 패스너의 일부가 불규칙한(즉, 패터닝되지 않은) 고-윤활성 코팅, 이를테면 금속 착색 코팅 및/또는 건식 필름 윤활유 코팅으로 코팅되어서, 코팅은 나금속(또는 마무리가공된 금속) 구역들과 함께 랜덤하게 산재된다. 이러한 방식으로, 코팅의 적용은, 패스너의 전기 전도율을 실질적으로 양보하지 않고, 윤활성을 향상시킨다. 그 이유는, 코팅으로 커버되지 않은 노출된 나머지 구역들(예컨대, 나금속 또는 양극처리된 금속의 구역들)이 패스너의 전체 원주(즉, 모두 360°)를 따라 불연속적으로 패스너 표면에서 원하는 전기 에너지 분산 레벨들을 제공하기 때문이다.
특히, 본 발명은 항공우주 또는 유사 산업에서 사용하기 위한 패스너를 제공하기 위한 방법을 제공하며, 이 방법은,
- 패스너를 제공하는 단계 ―이 패스너는,
헤드, 및
이 헤드로부터 연장되며, 대응하는 홀과 끼워맞춤식(fit)으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크
를 포함하며, 이 원통형 생크는 표면을 가짐―, 및
- 생크의 표면의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨두도록, 그리고 또한 생크의 표면의 불규칙한 부분들을 코팅으로 커버된 상태로 남겨두도록, 분무기를 이용하여, 불균일하며 불연속적인 방식으로, 코팅을 패스너 상에 분무하는 단계
를 포함하며,
생크의 표면의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분들이, 노출되며 코팅이 없는 생크의 표면의 불규칙한 부분들보다 더 높은 윤활성을 나타내도록, 코팅은 생크의 표면보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 그리고
생크의 표면의 불규칙한 커버된 부분들의 코팅의 유전체 내전압에 이르기 전에, 노출되며 코팅이 없는 생크의 표면의 불규칙한 부분들을 통해 전하가 소산되도록, 코팅은 생크의 표면보다 더 높은 유전체 내전압을 나타내며,
설계 선택의 문제로서, 코팅으로 커버되는 생크의 표면적의 커버링 백분율을 조정하기 위하여, 분무기에 대한 압력, 노출 시간 및/또는 오리피스(orifice) 사이즈가 조정된다.
코팅은 바람직하게는, Al 또는 Cu 금속 안료 코팅 및/또는 몰리브데넘 디술피드(molybdenum disulfide) 코팅을 포함한다.
생크에 걸쳐 코팅을 분무하기 전에, 생크의 표면은 양극처리될 수 있다.
생크를 커버하는 윤활유가 적용될 수 있으며, 코팅이 적용된 후에 이 윤활유가 적용되며, 이 윤활유는 바람직하게는, 패스너에 융합되거나, 베이킹되거나, 또는 다른 방식으로 단단히 부착되거나/또는 이 패스너와 일체화되지 않으며, 이 윤활유는 패스너의 설치 동안 희생 윤활유로서의 역할을 할 수 있으며, 이 윤활유는 바람직하게는 세틸 알코올을 포함한다.
코팅 분무 단계는 또한, 바람직하게는 패스너 헤드의 원주에 코팅을 분무한다.
코팅을 적용하는 단계는 생크의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만으로 증가시킬 수 있으며, 코팅된 생크의 반경은 코팅되지 않은 생크의 반경을 초과한다.
코팅 분무기는 바람직하게는, 패스너 상에 분무되는 코팅의 개별적인 스폿(spot)들 또는 스페클들의 사이즈를 조정하도록 교정되며, 예컨대, 분무기는 패스너의 원주의 대략 10분의 1 내지 1000분의 1인, 코팅의 스폿들을 분무하도록 교정된다.
설계 선택의 문제로서, 코팅으로 커버되는 생크의 표면적의 커버링 백분율을 바람직하게는 30 % 내지 70 %로 조정하기 위하여, 분무기에 대한 압력, 노출 시간 및/또는 오리피스 사이즈가 조정될 수 있다.
추가로, 본 발명은 구체적으로, 항공우주 또는 유사 산업에서 사용하기 위한, 바람직하게는 이 방법에 의해 제공되는 패스너에 관한 것이며, 이 패스너는,
헤드;
헤드로부터 연장되며, 대응하는 홀과 끼워맞춤식으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크 ―이 원통형 생크는 매끄러운 표면 및 직경을 가짐―, 및
코팅
을 포함하며,
코팅이 불균일하며 불연속적인 방식으로 패스너에 적용되어서, 불규칙한 부분들을 갖는 생크의 표면이 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨지며, 그리고 또한, 불규칙한 부분들을 갖는 생크의 표면이 코팅으로 커버된 상태로 남겨지며, 이로써 코팅은 생크의 직경을 증가시키고, 생크의 매끄러운 표면 상에 피크들을 형성하며, 생크의 표면의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분들이, 노출되며 코팅이 없는 생크의 표면의 불규칙한 부분들보다 더 높은 윤활성을 나타내도록, 코팅은 생크의 표면보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 그리고
생크의 표면의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분들을 커버하는 코팅의 유전체 내전압에 이르기 전에, 노출되며 코팅이 없는 생크의 표면의 불규칙한 부분들을 통해 전하가 소산되도록, 코팅은 생크의 표면보다 더 높은 유전체 내전압을 나타낸다.
생크의 표면은 바람직하게는, 마무리, 예컨대 양극처리된 표면을 포함한다.
생크는 바람직하게는 티타늄, 철 합금 및 니켈 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료로 만들어진다.
코팅은 Al 또는 Cu 금속 안료 코팅 및/또는 몰리브데넘 디술피드 코팅을 포함할 수 있다.
패스너는, 생크 및 코팅을 커버하는 윤활유를 더 포함할 수 있으며, 이 윤활유는 바람직하게는, 패스너의 설치 동안 윤활유가 희생 윤활유로서의 역할을 하도록, 패스너에 단단히 부착되지 않으며, 이 윤활유는 바람직하게는 세틸 알코올을 포함한다.
또한, 코팅은 바람직하게는, 분무 동안 패스너 헤드에 불균일하며 불연속적인 방식으로 있어서, 불규칙한 부분들을 갖는 패스너 헤드가 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨지고, 그리고 또한, 불규칙한 부분들을 갖는 패스너 헤드가 코팅으로 커버된 상태로 남겨지며, 바람직하게는 설치 후에 홀과 접촉하지 않는 패스너 헤드의 영역들은 코팅되지 않는다.
코팅은 생크의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만으로 증가시킬 수 있다.
코팅된 생크의 반경은 코팅되지 않은 생크의 반경을 초과할 수 있다.
코팅은 바람직하게는, 생크의 표면적의 30 % 내지 70 %를 커버한다.
또한, 패스너는 바람직하게는 마스킹되지 않는다.
본 개시내용은 또한, 다음의 조항들에서 지칭되며, 이 조항들은 청구항들과 혼동되지 않아야 한다.
1. 항공우주 또는 유사 산업에서 사용하기 위한 패스너로서, 이 패스너는,
헤드;
이 헤드로부터 연장되며, 대응하는 홀과 끼워맞춤식(fit)으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크; 및
불연속적으로 스페클된 코팅
을 포함하며,
코팅은 생크의 표면보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 그리고
코팅은 생크의 표면보다 더 높은 유전체 내전압을 나타낸다.
2. 조항 1의 패스너에 있어서,
· 코팅이 패터닝되지 않은 모자이크를 형성하는 것,
· 코팅이 생크의 불규칙한, 랜덤하게 형상화된 부분들을 노출된 상태로 남겨두는 것,
· 생크가 홀과 억지 끼워맞춤식(interference fit)으로 맞물리도록 치수화되는 것
중 하나 또는 그 초과를 갖는다.
3. 조항 1 또는 2의 패스너에 있어서,
패스너는 생크로부터 연장되는 리드-인 전이부(lead-in transition)를 더 포함하며, 그리고
리드-인 전이부는 생크의 직경과 동일한 상태로부터 생크의 직경 미만인 상태로 변화하는, 점진적 가변 직경을 나타낸다.
4. 조항들 1-3 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 풀-타입 록 볼트(pull-type lock bolt) 또는 스텀프-타입 록 볼트(stump-type lock bolt) 중 하나 또는 그 초과가 포함된다.
5. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 생크의 표면은 마무리, 예컨대 양극처리된 표면 또는 나금속을 포함한다.
6. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 생크는 티타늄, 철 합금 및 니켈 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료로 만들어진다.
7. 선행 조항 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 패스너는, 생크 및 코팅을 커버하는 윤활유를 더 포함하며, 이 윤활유는 바람직하게는 세틸 알코올을 포함하며, 패스너의 설치 동안 윤활유가 희생 윤활유로서의 역할을 하도록, 이 윤활유는 패스너에 단단히 부착되지 않는다.
8. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅은 생크의 전체 원주에 걸쳐 불연속적으로 스페클된다.
9. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅은 생크의 표면적의 30 % 내지 70 %를 커버한다.
10. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅은 헤드의 원주를 불연속적으로 커버한다.
11. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 헤드는 6각형 암형(female) 슬롯을 포함한다.
12. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅에 의한 표면의 커버리지는 생크의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만으로 증가시킨다.
13. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅은 생크에 융합(fuse)된다.
14. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 생크의 원주가 트래버싱(traverse)될 때, 코팅으로 커버되는 생크의 표면적의 백분율은 일정하게 유지된다.
15. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅은 고-윤활성 코팅이다.
16. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅은 금속 안료 코팅 및/또는 건식 필름 윤활유를 포함한다.
17. 선행 조항들 중 임의의 조항의 패스너에 있어서, 코팅은 Al 또는 Cu 금속 안료 코팅 및/또는 몰리브데넘 디술피드 코팅을 포함한다.
18. 선행 조항들 중 임의의 조항에 따른 패스너에 있어서, 제거가능한 핀테일(pintail)을 더 포함하며, 이 핀테일은 스웨이징가능한(swagable) 칼라로 교체가능하며, 그리고/또는 패스너는 마스킹되지 않는다.
19. 코팅으로 스페클된 패스너를 제공하기 위한 방법으로서, 스페클된 패스너는 항공우주 또는 유사 산업에서 사용하기 위한 것이며, 이 방법은,
헤드 및 이 헤드로부터 연장되는 원통형 생크를 포함하는 패스너를 제공하는 단계, 및
생크의 표면의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 그리고 코팅으로 커버되지 않은 상태로 남겨두는 방식으로, 스페클된 코팅을 패스너에 적용하는 단계
를 포함하며,
이 코팅은 생크의 표면보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 이 코팅은 생크의 표면보다 더 높은 유전체 내전압을 나타낸다.
20. 조항 19의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는 패터닝되지 않은 모자이크를 형성하는 단계를 포함한다.
21. 조항 19 또는 20의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는,
코팅으로 커버될 생크의 표면적의 원하는 양을 결정하는 단계;
표면적의 원하는 양에 기반하여, 분무기를 조정하는 단계; 및
분무기를 통해 표면에 걸쳐 코팅을 스페클하는 단계
를 포함한다.
22. 조항들 19-21 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는 표면에 걸쳐 코팅을 스패터링하는 단계를 포함한다.
23. 조항들 19-22 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅은 생크의 전체 원주 둘레에서 불연속적으로 스페클된다.
24. 조항들 19-23 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅은 Al 또는 Cu 금속 안료 코팅 및/또는 몰리브데넘 디술피드 코팅을 포함한다.
25. 조항들 19-24 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는, 홀과의 억지 끼워맞춤을 위해 치수화된 생크의 부분에 걸쳐 코팅을 스페클하는 단계를 포함한다.
26. 선행 조항들 19-25 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 생크에 걸쳐 코팅을 스페클하는 단계 전에, 생크의 표면을 양극처리하는 단계를 더 포함한다.
27. 조항들 19-26 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는 생크의 나금속을 불연속적으로 커버하는 단계를 포함한다.
28. 조항들 19-27 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계 전에, 코팅을 가열하는 단계를 더 포함한다.
29. 선행 조항들 19-28 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 생크를 커버하는 윤활유를 적용하는 단계를 더 포함하며, 이 윤활유는 바람직하게는 세틸 알코올을 포함하며, 이 윤활유는 바람직하게는, 코팅이 적용된 후에 적용되며, 이 윤활유는 패스너에 융합되거나, 베이킹되거나, 또는 다른 방식으로 단단히 부착되지 않거나/이 패스너와 일체화되지 않으며, 이 윤활유는 패스너의 설치 동안 희생 윤활유로서의 역할을 한다.
30. 선행 조항들 19-29 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 노출되며 코팅으로 커버되지 않은, 생크의 표면의 불규칙한 부분들은 랜덤하게 형성화된다.
31. 선행 조항들 19-30 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는 생크의 표면적의 30 % 내지 70 %를 커버하는 단계를 포함한다.
32. 선행 조항들 19-31 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 헤드의 원주에 걸쳐 코팅을 적용하는 단계를 더 포함한다.
33. 선행 조항들 19-32 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는 생크의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만으로 증가시킨다.
34. 조항들 19-33 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 예컨대 융합 또는 베이킹(baking)을 통해, 코팅을 생크에 단단히 부착시키는 단계를 더 포함한다.
35. 조항들 19-34 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 코팅을 적용하는 단계는, 생크의 원주가 트래버싱될 때, 코팅으로 커버되는 생크의 표면적의 일정한 백분율을 유지시키는 단계를 포함한다.
36. 조항들 19-35 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 패스너의 리드-인 전이부의 전체 원주를 완전히 커버하도록 코팅을 적용하는 단계를 더 포함한다.
37. 바람직하게는, 항공기 컴포넌트들을 함께 체결시키기 위한 방법으로서,
선행 조항들 1-18 중 임의의 조항에 따르며, 선행 조항들 19-36 중 임의의 조항에 따라 획득가능한 패스너와 홀 사이의 끼워맞춤을, 이 패스너의 생크를 홀 안에 밀어 넣음으로써 형성하는 단계,
생크와 홀 사이에 전기 에너지를 축적하는 단계,
코팅 주위에서 전기 에너지를 트래버싱하는 단계; 및
생크의 전체 원주를 따라, 코팅으로 커버되지 않은 생크의 불규칙한 부분들에서, 전기 에너지를 소산시키는 단계
를 포함한다.
38. 조항 37의 방법에 있어서, 끼워맞춤은, 홀보다 더 큰 직경을 갖는 패스너를 선택하며, 패스너를 홀 안에 배치함으로써 형성되는 억지 끼워맞춤이다.
39. 조항 37 또는 38의 방법에 있어서,
끼워맞춤을 형성한 후에, 패스너에서 핀테일을 분리하는 단계, 및
바람직하게는, 핀테일이 분리된 위치에, 칼라를 패스너 상에 스웨이징(swaging)하는 것을 통해, 또는 패스너의 스레드들 상에 너트를 스레딩함으로써, 패스너 상에 고정부(securement)를 제공하는 단계
를 더 포함한다.
40. 선행 조항들 37-39 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 홀은 항공기의 스킨에 있는 홀이다.
41. 선행 조항들 37-40 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 홀은 항공기의 연료 탱크에 있다.
42. 선행 조항들 37-41 중 임의의 조항의 방법에 있어서,
너트의 설치 동안 생크의 회전을 방지하기 위해, 생크를 홀 내에서 홀딩시키는 단계
를 더 포함한다.
43. 조항들 37-42 중 임의의 조항의 방법에 있어서, 생크를 홀 안에 밀어 넣는 단계는 코팅을 전단하는 단계를 포함한다.
44. 조항들 37-43 중 임의의 조항의 방법에 있어서,
홀과 패스너 사이에서 전기 에너지를 소산시키는 단계는, 양극처리되는 생크 상의 위치들에서, 생크를 통해 전류를 전달하는 단계를 포함한다.
45. 선행 조항들 19-36 중 임의의 조항에 따라 획득가능한 항공기 패스너.
46. 조항들 1-18 중 임의의 조항에 따른 패스너를 포함하는 항공기.
47. 항공우주 또는 유사 산업에서 사용하기 위한 패스너를 제공하기 위한 방법으로서, 이 방법은,
- 패스너(250)를 제공하는 단계 ―이 패스너(250)는,
헤드(430), 및
이 헤드(430)로부터 연장되며, 대응하는 홀과 끼워맞춤식(fit)으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크(440)
를 포함하며, 이 원통형 생크(440)는 표면(520)을 가짐―, 및
- 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨두도록, 그리고 또한 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들(590)을 코팅(510)으로 스페클된 상태로 남겨두도록, 분무기를 이용하여, 불균일하며 불연속적인 방식으로, 코팅(510)을 패스너(250) 상에 분무하는 단계
를 포함하며,
생크(440)의 표면(520)의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분들(590)이, 노출되며 코팅이 없는 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들보다 더 높은 윤활성을 나타내도록, 코팅(510)은 생크(440)의 표면(520)보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 그리고
생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 커버된 부분들(590)의 코팅(510)의 유전체 내전압에 이르기 전에, 노출되며 코팅이 없는 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들을 통해 전하가 소산되도록, 코팅(510)은 생크(440)의 표면(520)보다 더 높은 유전체 내전압을 나타내며,
분무기는 패스너 상에 분무되는 코팅의 개별적인 스페클들의 사이즈를 조정하도록 교정되며, 설계 선택의 문제로서, 코팅(510)으로 커버되는 생크(440)의 표면적의 커버링 백분율을 30 % 내지 70 %로 조정하기 위하여, 분무기에 대한 압력, 노출 시간 및/또는 오리피스 사이즈가 조정된다.
48. 항공우주 또는 유사 산업에서 사용하기 위한 패스너를 제공하기 위한 방법으로서, 이 방법은,
- 패스너(250)를 제공하는 단계 ―이 패스너(250)는,
헤드(430),
이 헤드(430)로부터 연장되며, 대응하는 홀과 끼워맞춤식(fit)으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크(440)
를 포함하며, 이 원통형 생크(440)는 표면(520)을 가짐―, 및
- 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨두도록, 그리고 또한 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들(590)을 코팅(510)으로 커버된 상태로 남겨두도록, 불균일하며 불연속적인 방식으로, 코팅(510)을 패스너(250) 상에 적용하는 단계
를 포함하며,
생크(440)의 표면(520)의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분들(590)이, 노출되며 코팅이 없는 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들보다 더 높은 윤활성을 나타내도록, 코팅(510)은 생크(440)의 표면(520)보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 그리고
생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 커버된 부분들(590)의 코팅(510)의 유전체 내전압에 이르기 전에, 노출되며 코팅이 없는 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들을 통해 전하가 소산되도록, 코팅(510)은 생크(440)의 표면(520)보다 더 높은 유전체 내전압을 나타낸다.
49. 항공우주 또는 유사 산업에서 사용하기 위한 패스너를 제공하기 위한 방법으로서, 이 방법은,
- 패스너(250)를 제공하는 단계 ―이 패스너(250)는,
헤드(430),
이 헤드(430)로부터 연장되며, 대응하는 홀과 끼워맞춤식(fit)으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크(440)
를 포함하며, 이 원통형 생크(440)는 표면(520)을 가짐―, 및
- 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨두도록, 그리고 또한 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들(590)을 코팅(510)으로 커버된 상태로 남겨두도록, 불균일하며 불연속적인 방식으로, 코팅(510)을 패스너(250) 상에 적용하는 단계
를 포함하며,
생크(440)의 표면(520)의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분들(590)이, 노출되며 코팅이 없는 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들보다 더 높은 윤활성을 나타내도록, 코팅(510)은 생크(440)의 표면(520)보다 더 높은 윤활성을 나타내며, 그리고
생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 커버된 부분들(590)의 코팅(510)의 유전체 내전압에 이르기 전에, 노출되며 코팅이 없는 생크(440)의 표면(520)의 불규칙한 부분들을 통해 전하가 소산되도록, 코팅(510)은 생크(440)의 표면(520)보다 더 높은 유전체 내전압을 나타내며,
코팅을 패스너(250) 상에 분무하는 단계는, 패스너(250)를 마스킹하지 않고 수행된다.
다른 양상들(예컨대, 본 발명에 관한 방법들 및 컴퓨터-판독가능 매체)은 아래에서 설명될 수 있다. 논의된 특징들, 기능들, 및 장점들은 다양한 실시예들에서 독립적으로 달성될 수 있거나, 또는 또 다른 실시예들에 결합될 수 있으며, 이러한 또 다른 실시예들의 추가적인 세부사항들은 다음의 설명 및 도면들을 참조하여 알 수 있다.
이제, 본 발명은 단지 예를 통해 그리고 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다. 동일한 참조 번호는 모든 도면들 상에서 동일한 엘리먼트 또는 동일한 타입의 엘리먼트를 표현한다.
도 1은 항공기의 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 패스너들을 포함하는 날개의 스킨의 섹션의 컷-스루(cut-through) 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 패스너의 확대도이다.
도 4a-도 4b는 본 발명에 따른 패스너들의 추가적인 도면들이다.
도 5는 본 발명에 따른 패스너에 적용되는 불연속적인 코팅의 확대도이다.
도 6은 본 발명에 따른 설치된 패스너에서의 얼룩진(smeared) 불연속적인 코팅의 확대도이다.
도 7은 본 발명에 따른 패스너를 제작하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 패스너를 설치하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명에 따른, 패스너와 홀 사이의 전기 에너지를 교환하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 패스너의 블록 다이어그램이다.
도 11은 본 발명에 따른 항공기 생산 및 서비스 방법론의 흐름 다이어그램이다.
도 12는 본 발명에 따른 항공기의 블록 다이어그램이다.
도면들 및 다음의 설명은 본 발명을 예시한다.
도 1은 본 발명에 따른 패스너들을 활용할 수 있는 예시적 항공기의 구조를 예시한다. 구체적으로, 도 1은 항공기(100)의 다이어그램이다. 항공기(100)는 노즈(nose)(110), 날개들(120), 동체(130), 및 꼬리(140)를 포함한다.
도 2는 도 1에서 도면 화살표들(2)에 의해 표시된 항공기(100)의 날개 스킨(200)의 섹션의 컷-스루(cut-through) 도면이다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 날개 스킨(200)은 다수의 복합 또는 금속 부품들(210, 220)을 포함하며, 이 다수의 복합 또는 금속 부품들(210, 220)은 홀들(230)을 포함한다. 패스너들(250)은 (예컨대, 억지 끼워맞춤을 형성하기 위해) 홀들(230)을 통해 밀어 넣어지며, 고정부들(240)(예컨대, 스웨이징된 칼라들 또는 스레딩된 너트들)로 고정된다. 고정부들(240)은, 패스너들(250)에서 핀테일들이 분리된 위치들에서, 패스너들(250) 상에 스웨이징될 수 있다. 패스너들(250)은 풀-타입 록 볼트들, 스텀프-타입 록 볼트들, HI-LOK 브랜드 핀들, 또는 임의의 다른 타입의 영구적인 핀형 패스너를 포함할 수 있다.
도 3은 스킨(200)의 섹션을 형성하는 부품들(210, 220)을 부착시키는 패스너(250)의 확대도이다. 도 3은 도 2의 구역(3)에 대응한다. 도 3은, 각각의 부품이 하나 또는 그 초과의 레이어들/플라이들(310)(예컨대, 경화된 수지 매트릭스 내의 탄소 섬유)을 포함하는 복합 부품을 포함할 수 있다는 것을 예시한다. 추가적인 예들에서, 부품들(210 및 220)은 금속이다. 도 3은, 구역(320) 내에서 패스너(250)가 부품(210)과 억지 끼워맞춤되어 배치되는 것을 추가로 예시한다. 억지 끼워맞춤이 달성되지만, 패스너(250)와 부품(210) 사이의 특정 위치들에 작은 공극들(미도시)이 여전히 남아 있을 수 있다. 이들 공극들은, 복합 재료들에 홀들을 드릴링할 때 발생할 수 있는 표면 불균일들에 의해 유발된다. 이들 작은 공극들은 결국, 복합 부품(210)으로부터 패스너(250)의 작은 부분들을 절연시킨다. 패스너(250)는, 부식 보호 및 향상된 윤활성을 제공하는 코팅을 더 포함할 수 있다. 코팅은 패스너(250)의 설치를 가능하게 할 수 있지만, 또한 복합 부품들(210 및 220)로부터 패스너(250)를 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이상적으로, 낮은 유전체 내전압을 보장하여서, 구역(320)을 통한 전기 방전의 경우, 패스너(250)의 벽(330)과 복합 부품(210)의 벽(340) 사이에 어떤 실질적인 전기 아크방전도 발생하지 않는다는 것을 보장하기 위하여, 절연 레벨은 충분히 낮다. 도 3이 복합-복합 조인트(composite-composite joint)에 사용되는 패스너(250)를 예시하지만, 패스너(250)는 또한, 금속-복합 조인트 또는 임의의 적절한 위치에 사용될 수 있다.
도 4a는 패스너(250)의 추가적인 도면이며, 도 3의 구역(4)에 대응한다. 도 4a는 스웨이징된 금속성 칼라(미도시)를 이용하는 설치를 위해 설계되는 록 볼트 구성을 예시한다. 패스너(250)는 헤드(430), 생크(440), 리드-인 전이부(450), 브레이크 그루브(break groove)(460), 피처(feature)(470), 및 핀테일(480)(피처(482)를 포함함)을 더 포함한다. 피처(470) 및/피처(482)가 환형 형상들(예컨대, 링들)이어서, 패스너(250)를 홀(230) 안으로 직접적으로 푸싱함으로써, 패스너(250)가 적소로 강제될 수 있다. 피처들(470 및/또는 482)은 스레딩될 수 있다. 도 4b는 슬롯들(410 및 420)(예컨대, 6각형 암형 슬롯들, 프리즘적 "스타 드라이브(star drive)"/TORX 슬롯들, 또는 홀(230) 안으로의 패스너(250)의 설치를 가능하게 하는 다른 적절한 슬롯들)을 포함하는 스레딩된 패스너로서 구현된 패스너(250)를 예시한다. 피처(470)는 스레딩된 칼라 또는 너트(미도시)를 수납하도록 설계된 스레드들을 포함할 수 있다. 도 4a-도 4b는 코팅 커버리지 영역(490)을 추가로 예시하며, 여기서 고-윤활성 코팅(예컨대, 금속 안료 코팅 또는 건식 필름 윤활유)이 불균일하며 불연속적인 방식으로 패스너(250)에 적용된다. 헤드(430) 및 생크(440) 이외의 패스너(250)의 영역들은, 패스너 설치를 가능하게 하기 위하여 고-윤활성 코팅들로 완전히 코팅될 수 있다.
도 5는 도 4a 및 도 4b의 패스너(250)의 코팅 커버리지 영역(490)의 클로즈업 도면이다. 구체적으로, 도 5는 코팅(510)(예컨대, Al 또는 Cu 금속 안료 코팅, 몰리브데넘 디술피드와 같은 건식-필름 윤활유의 코팅 등)이 영역(490) 내에서 불연속적으로 적용될 수 있다는 것을 예시한다. 코팅 커버리지 영역(490)은, 패스너 헤드(430), 및 패스너 리드-인 전이부(450)에서 중지되는 생크(440)를 비롯하여, 패스너의 베어링 부분을 포함할 수 있다. 코팅 커버리지 영역(490)의 표면은 나금속(예컨대, 향상된 전기 전도 특성들을 갖는 티타늄 또는 철 또는 니켈기 합금) 또는 마무리(예컨대, 양극처리)를 포함할 수 있다. 도 5는 코팅 커버리지 영역(490)의 구역들(522)을 예시하며, 이 구역들(522)에서는, 고-윤활성 코팅의 적용 후에, 패스너(250)의 오리지널 표면/마무리(520)의 일부가 보이는 상태로 남아 있다. 설치 후에 홀(230)과 접촉되지 않는 패스너 헤드(430)의 영역들은 코팅(510)을 수용할 필요가 없다.
흔히 사용되는 패스너 마무리들 또는 나금속과 비교할 때, 코팅(510)은 유리하게, 패스너(250)의 윤활성(및/또는 내부식성)을 증가시킨다. 코팅(510)이 생크(440)의 표면(520) 상에 적용될 때, 설치 동안 패스너(250)가 견디는 미끄럼 마찰력(sliding friction force)의 대부분은 코팅(510)에 의해 감당된다. 다행히, 코팅(510)으로 커버되는 생크(440)의 부분들은, 설치된 간섭 상태(installed state of interference)를 위해 홀(230) 안으로의 패스너 삽입 동안 가장 많은 양의 윤활성을 필요로 하는 패스너(250)의 구역들 중에 있다. 따라서, 생크(440)가 이 생크(440)의 가장 윤활성 있는 부분들을 따라 홀(230) 안으로 미끄러져서, 패스너(250)를 설치할 때 수반되는 힘의 양이 감소될 수 있다.
코팅(510)이 패스너 설치에 관련된 위에서 주목된 이익들을 제공하지만, 코팅(510)은 패스너(250)가 전기 에너지를 적절하게 소산시키는 것을 보장하기 위한 충분한 전도율을 제공하지 않을 수 있다. 예컨대, 금속 안료 코팅으로 형성되는 코팅(510)은, 제로 내지 60 볼트 범위의 유전체 내전압을 갖는 양극처리된 금속 또는 어떤 다른 본질적으로 낮은 전압과 비교할 때, 제로 내지 2천 볼트 범위의 유전체 내전압을 가질 수 있다. 이는 생크(440) 상의 균일한 금속 안료 코팅이 생크(440)로 하여금 전기 에너지의 고전압 방전들(예컨대, 약 2천 볼트의 방전들)을 경험하게 할 것임을 의미하며, 이는 바람직하지 않다. 따라서, 코팅(510)이 구조적 설계 제약들과의 호환성을 보장하는 것이 바람직하지만, 코팅(510)은 전기적 제약들에 관련된 이슈들을 악화시키는데, 그 이유는 이 코팅(510)이 원하는 전기 에너지 전도 레벨 미만을 나타내기 때문이다.
이 이슈를 다루기 위해, 패스너(250)(또는 생크(440) 및 헤드(430)) 전체를 코팅(510)으로 균일하게 코팅하거나 또는 코팅(510)의 두꺼운(solid) 구역들(예컨대, 스트라이프들)을 패스너(250)에 적용하는 대신에, 생크(440) 및/또는 헤드(430)는 코팅(510)의 불규칙한, 균일하지 않으며 그리고/또는 패터닝되지 않은 모자이크(590) 적용으로 불연속적으로 코팅된다. 이 기술은, (예컨대, 코팅(510)의 두꺼운 스트라이프들 또는 스트립들을 적용하기 위하여) 패스너(250)를 마스킹할 어떤 필요도 이 기술이 제거하며, 이는 패스너들(250)의 제작 시 수반되는 단계를 제거하고, 그에 따라 비용을 감소시킨다는 점에서 유리하다. 또한, 이 기술은, 전기적 및 구조적 설계 제약들에 관련된 관심사들을 밸런싱한다.
균일하지 않은 코팅의 사용 시, 추가적인 이익이 존재한다. 구체적으로, 헤드(430) 및/또는 생크(440) 상에 스페클된/스패터링된 필름을 형성하기 위해 분무를 통해 코팅(510)이 적용될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 스페클된/스패터링된 어레인지먼트는 헤드(430) 및/또는 생크(440)의 전체 원주에 걸친 코팅의 랜덤 분산을 포함한다. 분무기에 대한 압력, 노출 시간 및/또는 오리피스 사이즈를 조정함으로써, 코팅(510)으로 커버되는 영역(490)의 표면적의 백분율이 주의 깊게 조정될 수 있다. 이는, 패스너(250)의 전기적 및 물리적 특성들이 원하는 대로 조정되는 것을 가능하게 한다. 예컨대, 코팅(510)으로 커버되는 생크(440)(및/또는 헤드(430))의 표면적의 백분율은, 설계 선택의 문제로서, 30 % 내지 70 %까지 변화될 수 있다. 이 백분율은 심지어 패스너(250)의 축방향 길이를 따라 변할 수 있다. 코팅(510)의 영역 백분율은, 그렇지 않으면 설치하는데 많은 양의 힘을 요구할 패스너들(예컨대, 생크들(440)에 대한 긴 그립(grip) 길이들/축방향 길이들을 갖는 패스너들, 또는 더 큰 직경들을 갖는 생크들을 가지는 패스너들)의 경우, 증가될 수 있다. 그에 반해서, 코팅(510)의 영역 백분율은, 더 높은 전류들에 노출되는 패스너들의 경우, 그리고 패스너(250) 삽입력 요건들이 덜 요구할 수 있는 경우, 감소될 수 있다.
생크(440) 상의 코팅(510)의 영역 백분율은 또한, 표면(520)이 마무리(예컨대, 양극처리)를 특징으로 하는지 또는 나금속인지의 여부에 따라 변할 수 있다. 표면(520)이 나금속이면, 전기적 제약들에 여전히 부합하면서 더 많은 코팅(510)이 허용될 수 있지만, 라미네이트 플라이들과의 마찰을 극복하기 위해 사용되는 힘의 양이 미리 정의된 양을 초과하지 않는다는 것을 보장하기 위해서는 더 많은 코팅(510)이 또한 필요로 될 수 있다. 위에서 주목된 바와 같이, 너무 많은 힘으로 패스너(250)가 밀어 넣어지면, 이 패스너(250)는 (예컨대, 홀(230) 주위의 구역에서 하부의 구조적 컴포넌트들을 박리시키고, 플라이 분리를 유발함으로써) 그 하부의 구조적 컴포넌트들에 손상을 줄 수 있다. 유사한 방식으로, 표면(520)이 양극처리되면, 구조적 제약들에 부합하기 위해 더 적은 코팅(510)이 허용될 수 있지만, 전기 에너지의 충분한 분산을 보장하기 위해 더 적은 코팅(510)이 또한 필요로 될 수 있다.
코팅(510) 외에도, 선택적인 윤활유(530)가 도시된다. 윤활유(530)는 (예컨대, 디핑 또는 분무를 통해) 패스너(250)에 적용된다. 윤활유(530)는, 코팅(510)이 스페클된 후에 적용된다. 또한, 윤활유(530)는 생크(440), 또는 패스너(250) 전체에 적용될 수 있다. 그러나, 윤활유(530)가 패스너(250)에 융합되거나, 베이킹되거나, 또는 다른 방식으로 단단히 부착되지 않거나/패스너(250)와 일체화되지 않는다는 점에서, 윤활유(530)는 실질적으로 코팅(510)과 상이하다. 대신에, 윤활유(530)는, 설치 동안 희생 윤활유로서의 역할을 하는 통상적인 윤활유(예컨대, 오일, 세틸 알코올, 왁스, 실런트 등)를 포함한다. 즉, 윤활유(530)의 대부분은 설치 동안 문질러 지워지거나/벗겨지거나 또는 다른 방식으로 소멸되며, 그에 따라 윤활유(530)의 절연 특성들은 패스너(250)의 전기적 특성들에 실질적으로 영향을 끼치지 않는다. 패스너(250)의 설치가 억지 끼워맞춤을 수반하기 때문에, 윤활유(530) 단독(예컨대, 코팅(510) 없이)은, 패스너(250)에 가해지는 밀어 넣는 힘이 원하는 마찰 임계치 레벨 아래에 있을 것임을 보장하기에는 불충분하다. 구체적으로, 억지 끼워맞춤에 수반되는 간섭 접촉은 윤활유(530)가 설치 동안 벗겨질 것임을 보장하며, 이는 패스너(250)에 사용되는 설치력의 양을 코팅(510)이 주로(in large degree) 정의한다는 것을 의미한다. 따라서, 윤활유(530)는 코팅(510)에 대한 선택적인 보완물로 고려될 수 있지만, 코팅(510)의 역할을 대체하지는 않는다. 도 5는 리드-인 부분/전이부(450)에 적용될 수 있는 추가적인 및/또는 대안적인 코팅/마무리를 추가로 예시한다. 추가로, 코팅(510)은 리드-인 전이부(450)를 비롯하여 구역(595)으로 계속될 수 있다. 코팅(510)과 상이한 고-윤활성 코팅이 구역(595)에서 활용될 수 있다. 리드-인 전이부(450)의 원주를 완전히 커버하기 위하여, 코팅(510)에 의한 구역(595)의 커버리지는 (예컨대, 도시된 바와 같이) 전체일 수 있다. 다른 실시예에서, 커버리지는 생크(440)에 대해 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로 스페클될 수 있다.
도 6은 패스너(250)가 항공기(100)의 스킨(200)에 설치된 후의 패스너(250)의 추가적인 도면을 예시한다. 도 6에서 도시된 바와 같이, 더 작은 직경의 홀 안으로 방향(D)으로 패스너(250)를 강제함으로써 패스너(250)를 설치하는 힘이 코팅(510)의 부분들이 전단되게 하여서, 코팅(510)은 얼룩진 외관(600)을 갖게 되었다. 이는 패스너(250) 상의 코팅(510)의 어레인지먼트를 변경하지만, 코팅(510)에 의해 점유되는 표면적의 양을 실질적으로 변화시키지는 않는다. 논의의 목적들을 위해, 코팅(510)에 의해 점유되는 표면적의 원하는 백분율에 관한 주목들은, 설치 전의 코팅(510)에 의해 점유되는 표면적의 양에 관한 것이다.
패스너(250)의 제작 및 동작의 예시적 세부사항들이 도 7-도 8에 대하여 논의될 것이다.
도 7은 예시적 실시예에서 패스너(250)를 제작하기 위한 방법(700)을 예시하는 흐름도이다. 방법(700)의 단계들은 도 1의 패스너(250)를 참조하여 설명되지만, 당업자들은, 원하는 결과를 달성하기 위하여, 방법(700)이 다른 패스너들(예컨대, 볼트들, 나사들, 리벳들 등)에 대해 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 본원에서 설명된 흐름도들의 단계들은 모든 것을 포함하지는 않으며, 도시되지 않은 다른 단계들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명된 단계들은 또한, 대안적인 순서로 수행될 수 있다.
방법(700)에 따라, 헤드(430) 및 원통형 생크(440)를 포함하는 패스너(250)가 획득된다(단계(702)). 생크(440)는 표면(520)을 포함하며, 이 표면(520)은 나금속 또는 양극처리된 금속일 수 있다. 일 실시예에서, 패스너(250)는 티타늄, 철 합금 또는 니켈 합금 형태로 단조될 수 있거나, 또는 전구체(precursor) 부품으로부터 기계가공될 수 있다. 대안적으로, 패스너(250)는, 패스너들을 대량으로 제조하는 공급자로부터 획득될 수 있다. 또한, 패스너(250)는 이 패스너(250)의 표면의 일부 또는 표면 전체에 걸쳐 마무리를 포함할 수 있다.
고 윤활성 코팅(510)이 생크(440)에 걸쳐 스페클된다(단계(704)). 코팅(510)은 유사한 방식으로 헤드(430)에 추가로 적용될 수 있다. 코팅(510)은 헤드(430) 및/또는 생크(440)의 불규칙한(예컨대, 랜덤하게 형상화된) 부분들에 걸쳐 불연속적으로 적용(예컨대, 스페클)되며, 생크(440)의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 남겨둔다. 이것이 생크(440)의 표면에 걸쳐(예컨대, 생크(440)의 전체 원주 및/또는 헤드(430)의 전체 원주에 걸쳐, 그리고 축방향으로 연장되어) 스패터링된/스페클된 커버리지 어레인지먼트의 패터닝되지 않은 모자이크를 형성하여서, 생크(440)의 표면적의 원하는 백분율이 코팅(510)으로 커버된다는 것이 보장된다. 위에서 논의된 바와 같이, 코팅(510)이 생크(440)의 윤활성을 향상시켜서, 홀(230) 안으로 억지 끼워맞춤식으로 생크(440)를 설치할 때 사용되는 노력의 양이 감소된다. 이는 결국, 억지 끼워맞춤 마찰을 극복할 때 도움이 된다. 그러나, 생크(440)의 전체 표면을 완전히 커버하는 방식으로 생크(440)의 전체에 걸쳐 코팅(510)이 적용되었다면, 코팅(510)이 부품들(210 및 220)로부터 전기적으로 절연되어서, 전기 에너지를 분산시키는 패스너(250)의 능력이 줄어들게 되었을 것이다.
균일하지 않은 불규칙한 방식(예컨대, 패터닝되지 않은 방식)으로 코팅(510)을 적용하는 것은, 코팅(510)에 의해 점유되는 특정 구역들이 랜덤하더라도, 평균하여, 코팅(510)이 생크(440)의 전체 원주를 따라 균등하게 분산된 상태로 유지된다는 점에서, 추가적인 그리고 외견상 역설적인 이익을 제공한다. 이러한 방식으로, 생크(440)의 원주의 어떤 부분(예컨대, 30°, 60°, 90°, 120° 등)도 코팅(510) 대 노출 표면(520)의 실질적으로 상이한 비율(ratio)을 갖지 않는다(예컨대, 이들 컴포넌트들의 비율은, 원주가 트래버싱될 때 실질적으로 동일하게/일정하게, 이를테면 원하는 값의 10 % 내에서 유지됨). 따라서, 코팅되지 않은 구역들이 삽입 동안 반드시 더 큰 국소적 마찰량들(및 그에 따른 더 높은 손상 위험)을 경험하게 할, 패스너(250)의 원주를 따른 코팅(510)에 대한 "스트라이프" 패턴의 적용과 달리, 패스너(250)는 (영역 단위로) 더 균일한 윤활성을 포함한다. 그러므로, 패스너(250)는 스트라이프 패스너들보다 더 우수한 윤활성을 달성하며, 제조 비용은, 마스킹을 요구하는 스트라이프 패스너들에 대한 비용보다 더 적다. 또한, 스트라이프 시스템과 달리, 전기 에너지의 소산이 발생할 수 있는 구역에 도달하기 위하여, 전류는 패스너(250)에서의 두꺼운 코팅된 큰 영역들/스트라이프들을 지나 흐를 필요가 없다. 따라서, 패스너(250)는, 스트라이프 패스너들보다 (평균하여) 이 패스너(250)의 원주를 따라 더 균일한/우수한 전기 에너지 소산 능력(예컨대, 유전체 내전압들)을 나타낸다. 코팅(510)은 패스너(250)의 폭/직경을 미미하게 증가시킨다. 그에 따라서, 코팅된 생크의 반경은 그러므로, 코팅되지 않은 생크의 반경을 또한 초과한다.
예컨대, 코팅(510)은 패스너(250)의 폭을 수천 분의 1 인치로(즉, 100분의 1 인치 미만으로) 증가시킬 수 있다. 이는, 코팅이 일정하지 않기 때문에, 코팅된 패스너의 직경이 일정하지 않다는 것을 의미한다. 그러나, 추가된 두께는 설치에 대한 어떤 실질적인 영향도 갖지 않는다. 코팅(510)은 생크의 직경을 증가시키며, 따라서 코팅(510)은, 코팅이 없는 생크의 노출된 불규칙한 부분들에서, 생크의 표면을 넘어 연장된다. 따라서, 코팅(510)은, 생크의 표면으로부터 돌출되며 생크의 표면으로부터 떨어져 연장되는 피크들을 생성한다. 코팅의 적용 후에, 생크는 연마되지 않는다. 코팅(510)은 고-윤활성 금속-착색 유기 재료 또는 건식-필름 윤활유로 구성될 수 있다. 코팅(510)이 생크(440)에 열-융합(heat-fuse)되며, (예컨대, 생크(440)가 홀(230) 안에 끼워맞춤될 때를 제외하고) 벗겨지거나 또는 다른 방식으로 교란되지 않는다는 것을 보장하기 위해, 적용 후에, 코팅(510)은 열적으로 프로세싱(예컨대, 경화)될 수 있다. 일 실시예에서, 스페클하는 것은 생크(440)에 걸쳐 코팅(510)을 물리적으로 스패터링하는 것을 포함한다. 이는, 어떤 마스킹도 필요로 되지 않는다는 것을 의미한다.
코팅(510)이 성공적으로 적용됨에 따라, 윤활유(530)(예컨대, 세틸 알코올)가 패스너(250)에 적용된다(단계(706)). 예컨대, 패스너(250)를 커버하기 위하여, 패스너(250)는 윤활유(530)로 균일하게 분무되며 그리고/또는 디핑될 수 있다(즉, 포화되어서, 커버리지에 어떤 불균일들도 없게 됨). 윤활유(530)가 세틸 알코올인 실시예들에서, 윤활유(530)는 성질상 희생적이어서, 패스너(250)의 설치 동안 벗겨지며, 이로써 생크(440)의 전도율(예컨대, 생크(440)의 절연)에 대한 최소한의 간섭이 보장될 수 있다.
방법(700)은, 항공기 제조를 위한 패스너들(250)의 충분한 스루풋을 보장하기 위하여, 형성, 기계가공, 분무, 및/또는 디핑의 배치 프로세스들을 통해 수행될 수 있다. 어떤 마스킹도 요구되지 않기 때문에(예컨대, 패스너(250)가 마스킹되지 않으며, 그 다음 연속적 코팅(510)의 두꺼운 스트라이프들로 분무되지 않기 때문에), 패스너들(250)의 제조에 수반되는 노동 및 시간의 양은 감소된다.
패스너들(250)이 성공적으로 제작됨에 따라, 항공기 제조자는 패스너들(250)을 항공기(예컨대, 항공기(100)) 상에 설치하기를 원할 수 있다. 이를 위해, 도 8은 예시적 실시예에서 반-자동 또는 수동 조립 프로세스를 사용하여 패스너(250)를 설치하기 위한 방법(800)을 예시하는 흐름도이다. 방법(800)에 따라, (예컨대, NC(Numerical Control) 프로그램에 따른 자동화된 기계가공, 기술자 등에 의해) 미리 결정된 직경의 홀이 항공기에 드릴링된다(단계(802)). 적절한 직경 및 그립 길이를 갖는 패스너(250)가 기계에 의해 획득된다(단계(804)). 직경은, 홀보다 (예컨대, 수천 분의 1 인치만큼) 더 크도록 선택될 수 있다. 이는, 예컨대, 패스너(또는 패스너들의 배치)를 패스너 삽입 기계(미도시) 안에 로딩함으로써 수행될 수 있다. 패스너 삽입 기계는, 패스너(250)를 설치할 홀(230)을 선택하기 위하여, 제어기/프로세서에 의해 구현되는 NC(Numerical Control) 프로그램에 따라 동작할 수 있는 기계 엔드 이펙터로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 홀(230)은 항공기의 연료 탱크에 위치된다. 홀(230)의 직경은, 패스너(250)가 설치될 때 공차 내에서 규정된 레벨의 간섭에 도달하도록 사이즈가 정해진다. 홀(230)이 선택됨에 따라, 패스너 삽입 기계는 생크(440)를 홀(230) 안에 밀어넣음으로써/삽입함으로써 생크(440)와 홀(230) 사이에 억지 끼워맞춤을 형성한다(단계(806)). 이 동작은, 피처(470)(예컨대, 스레딩)를 통해 생크(440)를 홀(230) 안으로 회전시킴으로써 또는 생크(440)를 적소로 직접적으로 강제함으로써 수행될 수 있다. 회전을 방지하기 위해, 삽입 후에, 생크(440)는 홀(230) 내에서 홀딩될 수 있다. 이는 예컨대 패스너(250) 상으로의 고정부(240)(예컨대, 너트)의 설치 동안 수행될 수 있다. 다수의 패스너들(250)이 이러한 방식으로 설치된 후에, 오퍼레이터는 그 다음, 원하는 대로 핸드헬드 또는 자동화된 도구들을 사용하여 칼라들 또는 너트들을 설치하는 것을 따른다. 모든 경우들에서, 생크(440)가 코팅(510)으로 부분적으로 커버되기 때문에, 생크(440)의 윤활성이 향상되어서, 사용되는 설치력의 양이 감소된다. 생크(440)가 억지 끼워맞춤식으로 적소에 있음에 따라, 패스너(250)는 원하는 구조적 컴포넌트들(예컨대, 스킨(200)의 일부를 각각 형성하는 복합 또는 금속 부품들)을 체결시키는 자신의 역할을 수행한다. 항공기(100)의 다양한 컴포넌트들을 체결시키기 위하여, 단계들(802-806)은 항공기(100)의 제조 동안 수 회(예컨대, 수백 또는 수천 회) 반복될 수 있다. 항공기(100)가 완전히 제조되자마자, 그 다음 이 항공기(100)는 비행 중(in flight)에 동작될 수 있다.
패스너들(250)이, 윤활성의 구조적 요건들이 충족된다는 것을 보장하면서 패스너들(250)이 전기 에너지를 안전하게 소산시킨다는 것을 또한 보장한다는 점에서, 이전의 코팅된 패스너 시스템들에 비하여 장점을 나타내는 패스너들을 방법들(700-800)이 활용한다. 유사한 적용들에서 때때로 사용되는 다른 시스템인 금속성 슬리브들로 시스된 패스너들과 비교하여, 방법들(700-800)은 훨씬 더 낮은 비용으로 원 피스(one piece) 패스너를 제공한다.
패스너들(250)이 설치됨에 따라, (예컨대, 비행 동안의) 항공기(100)의 동작은 전기 에너지가 패스너(250)에 축적되게 할 수 있다. 이 에너지는 낙뢰의 결과일 수 있다. 이 축적된 전하는, 그것이 표면(520)의 유전체 내전압을 극복할 때까지(이 지점에서, 홀(230)과 패스너(250) 사이의 전기 에너지가 표면(520) 상의 위치들에서 소산됨) 계속해서 누적된다. 에너지가 패스너(250)에서 소산될 때, 소산은 표면(520)의 노출된 부분들과 홀(230) 사이에서 발생하며, 코팅(510)과 홀(230) 사이에서는 발생하지 않는다. 코팅(510)은 표면(520)보다 더 높은 유전체 내전압을 지닐 수 있다. 그러므로, 코팅(510)의 유전체 내전압에 이르기 전에, 표면(520)을 통해 전하가 소산될 수 있다. 이 동작은 유익한데, 그 이유는 표면(520)의 비교적 큰 영역을 통해 전하를 소산시키는 것이 발생 전기 아크들을 방지하는데, 예컨대, 소산 전압들을 약 제로 내지 60 볼트(바람직하게는, 제로 내지 20 볼트)로 제한하기 때문이다.
도 9는 패스너(250)와 홀(230) 사이의 전기 에너지를 소산시키기 위한 방법(900)을 예시하는 흐름도이다. 전기 에너지는 패스너(250)와 홀(230) 사이에 축적된다(단계(902)). 이는 예컨대 비행 동안 발생할 수 있다. 다음으로, 축적된 전기 에너지는, 패스너(250)의 표면(520)을 커버하는 코팅(510) 주위를 트래버싱한다(단계(904)). 코팅(510)이 표면(520)보다 더 높은 유전체 내전압을 나타내기 때문에, 전기 에너지는 코팅(510)을 통해 패스너(250) 내로 통과되는 대신에 코팅(510) 주위를 통과한다. 다음으로, 생크(440)의 표면(520)과 홀(230) 사이에서 전기 에너지가 소산된다(단계(906)). 이 액션은, 불규칙한 부분들에서, 생크(440)의 전체 원주(즉, 전체 360°)를 따라 불연속적으로 수행되며, 코팅(510)으로 커버되지 않은 각각의 위치들에서 발생할 수 있다.
추가적인 실시예에서, 분무기는, 패스너(250)에 적용되는 개별적인 스폿들/스페클들의 사이즈를 조정하도록 교정될 수 있다. 예컨대, 패스너(250)의 주어진 부분에서 점유되는 표면적의 백분율 면에서, 랜덤하게 적용된 스페클들이 실질적으로 변하지 않는다는 것을 보장하기 위하여, 패스너(250)의 원주의 대략 10분의 1 내지 1000분의 1의 스폿 사이즈들을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.
예들
다음의 예들에서는, 항공기의 구조 상에서의 반-자동 티타늄 풀-타입 록 볼트 패스너 설치의 상황에서, 추가적인 프로세스들, 시스템들, 및 방법들이 설명된다.
도 10은 예시적 실시예에서 패스너(1040) 및 동반된 기계류의 블록 다이어그램이다. 구체적으로, 도 10은 헤드(1041)를 포함하는 티타늄 풀-타입 록 볼트 패스너(1040)를 예시한다. 패스너(1040)는 생크(1043)를 더 포함하며, 이 생크(1043) 자체는 표면(1044)(예컨대, 양극처리된 표면 또는 나금속 표면) 및 고-윤활성 코팅(1045)을 포함한다. 불연속적으로, 불규칙하게, 그리고/또는 균일하지 않은 방식으로(예컨대, 랜덤하게) 코팅(1045)이 헤드(1041) 및 생크(1043) 상에 적용되어서, 표면(1044)의 불규칙한 부분들이 노출된 상태로 남겨지면서 표면(1044)의 다른 부분들은 커버된다. 코팅(1045) 적용은, 자동화된 분무 장비를 사용하여, 패스너(1040) 제작 동안 달성된다. 패스너(1040)는 리드-인 전이부(1046)를 더 포함하며, 이 리드-인 전이부(1046)가 생크(1043)로부터 피처들(1047)(예컨대, 스레딩)로 연장됨에 따라 이 리드-인 전이부(1046)는 직경이 점진적으로 감소한다. 브레이크 그루브(1049)가 또한 예시된다. 피처(1047) 및 핀테일(1052)은 넥/브레이크 그루브(1049)에 의해 분리된다. 핀테일(1052)은, 스웨이징 도구로 하여금, 패스너(1040)와 맞물려서 칼라(1053) 설치 및 스웨이징 동안 조인트를 클램핑된 상태로 유지시키도록 허용하는 피처(1050)(예컨대, 환형 링들)를 포함한다. 핀테일(1052)은 패스너(1040)의 설치 후에 분리될 것이며, 핀테일(1052)은 피처(1050) 뿐만 아니라 슬롯(1051)을 포함한다. 패스너(1040)는 윤활유(1060)로 커버된다. 설치 동안, 칼라(1053)가 피처(1047) 상으로 스웨이징되어서, 패스너(1040)가 적소에 로킹(locking)될 것이다.
도 10에서 예시된 추가적인 컴포넌트들은 부품들(1070)을 포함하며, 이 부품들(1070)은, 개별적인 플라이들(1082)을 각각 포함하는 라미네이트들(1080)을 포함한다. 일부 영역들에서, 조이닝되는 구조적 부품들(1070) 중 하나 또는 그 초과는 금속성일 수 있다. 조립 장비는, 수치-제어되는 드릴링 및 패스너 삽입 기계들(1090) 및 핸드헬드 패스너 삽입 도구들 및 스웨이징 도구들(1095)을 포함할 수 있다. 다이(1010)(이 다이(1010)로부터 패스너(1040)가 형성됨), 분무기(1030)(저장소(1034)로부터 오리피스(1036)를 통해 금속 안료 코팅(예컨대, 알루미늄-착색 코팅)을 분무함으로써, 코팅(1045)을 생크(1043)에 적용함), 및 패스너 삽입 기계(1090)(패스너(1040)를 설치함)가 또한 예시된다. 패스너 삽입 기계(1090) 및/또는 분무기(1030)의 동작들은, 저장된 NC 프로그램(1024)에 따라 제어기(1022)에 의해 지시될 수 있다.
더욱 구체적으로 도면들을 참조하면, 본 발명은 도 11에서 도시된 항공기 제조 및 서비스 방법(1100) 및 도 12에서 도시된 항공기(1102)의 상황에서 설명될 수 있다. 사전-제조 동안, 예시적 방법(1100)은 항공기(1102)의 사양 및 설계(1104) 그리고 재료 조달(1106)을 포함할 수 있다. 생산 동안, 항공기(1102)의 컴포넌트 및 하위조립체 제조(1108) 그리고 시스템 통합(1110)이 이루어진다. 그후에, 항공기(1102)는 인증 및 납품(1112)을 거쳐서 운항중(1114)에 배치될 수 있다. 고객에 의해 운항중일 동안, 항공기(1102)는 (수정, 재구성, 재연마 등을 또한 포함할 수 있는) 일상의 유지보수 및 서비스(1116)를 위해 스케줄링된다. 본원에서 개시된 장치 및 방법들은 항공기(1102)의 임의의 적절한 컴포넌트(예컨대, 기체(1118), 시스템들(1120), 인테리어(1122), 추진(1124), 전기(1126), 유압(1128), 환경(1130)), 및/또는 생산 및 서비스 방법(1100)의 임의의 하나 또는 그 초과의 적절한 스테이지들(예컨대, 사양 및 설계(1104), 재료 조달(1106), 컴포넌트 및 하위조립체 제조(1108), 시스템 통합(1110), 인증 및 납품(1112), 서비스(1114), 유지보수 및 서비스(1116)) 동안 사용될 수 있다.
방법(1100)의 프로세스들 각각은 시스템 통합자, 제3자, 및/또는 오퍼레이터(예컨대, 고객)에 의해 수행되거나 또는 실행될 수 있다. 이 설명의 목적들을 위해, 시스템 통합자는 임의의 수의 항공기 제조자들 및 주요 시스템 하청업체들(이에 제한되지 않음)을 포함할 수 있고; 제3자는 임의의 수의 벤더들, 하청업체들, 및 공급자들(이에 제한되지 않음)을 포함할 수 있으며; 오퍼레이터는 항공사, 임대 회사, 군수업체, 서비스 조직 등일 수 있다.
도 12에서 도시된 바와 같이, 예시적 방법(1100)에 의해 생산된 항공기(1102)는 복수의 시스템들(1120) 및 인테리어(1122)와 함께 기체(1118)를 포함할 수 있다. 하이-레벨 시스템들(1120)의 예들은 추진 시스템(1124), 전기 시스템(1126), 유압 시스템(1128) 및 환경 시스템(1130) 중 하나 또는 그 초과를 포함한다. 임의의 개수의 다른 시스템들이 포함될 수 있다. 항공우주 예가 도시되지만, 본 발명의 원리들은 다른 산업들, 이를테면 자동차 산업에 적용될 수 있다.
위에서 이미 언급된 바와 같이, 본 발명은 생산 및 서비스 방법(1100)의 스테이지들 중 임의의 하나 또는 그 초과 동안 사용될 수 있다. 예컨대, 생산 스테이지(1108)에 대응하는 컴포넌트들 또는 하위조립체들은, 항공기(1102)가 운항중에 있을 동안 생산되는 컴포넌트들 또는 하위조립체들과 유사한 방식으로 제작되거나 또는 제조될 수 있다. 또한, 하나 또는 그 초과의 장치 실시예들, 방법 실시예들, 또는 이들의 결합은, 예컨대, 실질적으로 항공기(1102)의 조립을 촉진시키거나 또는 이 항공기(1102)의 비용을 감소시킴으로써, 생산 스테이지들(1108 및 1110) 동안 활용될 수 있다. 유사하게, 장치 실시예들, 방법 실시예들, 또는 이들의 결합 중 하나 또는 그 초과는, 항공기(1102)가 운항중에 있을 동안 예컨대 유지보수 및 서비스(1116)(이에 제한되지 않음)에 활용될 수 있다. 예컨대, 본원에서 설명된 기술들 및 시스템들은 단계들(1106, 1108, 1110, 1114, 및/또는 1116)에 사용될 수 있으며, 그리고/또는 기체(1118) 및/또는 인테리어(1122)에 사용될 수 있다. 이들 기술들 및 시스템들은 심지어, 예컨대 추진(1124), 전기(1126), 유압(1128), 및/또는 환경(1130)을 포함하는 시스템들(1120)에도 활용될 수 있다.
패스너(250)는 기체(1118)의 부분들을 고정시킬 수 있으며, 컴포넌트 및 하위조립체 제조(1108) 동안 제조된다. 그 다음, 패스너(250)는, 시스템 통합(1110) 동안 기체(1118)의 컴포넌트들을 체결시키기 위하여 고정되며, 그 다음, 마모가 패스너(250)를 사용할 수 없는 상태로 만들 때까지, 운항중(1114)에 활용될 수 있다. 그 다음, 유지보수 및 서비스(1116)에서, 패스너(250)는 폐기되며, 새롭게 제조된 부품으로 교체될 수 있다.
도면들에서 도시되거나 또는 본원에서 설명된 다양한 제어 엘리먼트들(예컨대, 전기 또는 전자 컴포넌트들) 중 임의의 엘리먼트는 하드웨어, 소프트웨어를 구현하는 프로세서, 펌웨어를 구현하는 프로세서, 또는 이들의 어떤 결합으로서 구현될 수 있다. 예컨대, 엘리먼트는 전용 하드웨어로서 구현될 수 있다. 전용 하드웨어 엘리먼트들은 "프로세서들", "제어기들", 또는 어떤 유사한 용어로 지칭될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능들은 단일 전용 프로세서에 의해, 단일 공유 프로세서에 의해, 또는 복수의 개별적인 프로세서들(이들 중 일부는 공유될 수 있음)에 의해 제공될 수 있다. 게다가, "프로세서" 또는 "제어기"란 용어의 명시적 사용은, 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 독점적으로 지칭하는 것으로 해석되어서는 안되며, DSP(digital signal processor) 하드웨어, 네트워크 프로세서, ASIC(application specific integrated circuit) 또는 다른 회로소자, FPGA(field programmable gate array), 소프트웨어를 저장하기 위한 ROM(read only memory), RAM(random access memory), 비-휘발성 스토리지, 로직, 또는 어떤 다른 물리적 하드웨어 컴포넌트 또는 모듈(이에 제한되지 않음)을 암시적으로 포함할 수 있다.
또한, 제어 엘리먼트는, 이 엘리먼트의 기능들을 수행하도록 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령들로서 구현될 수 있다. 명령들의 일부 예들은 소프트웨어, 프로그램 코드, 및 펌웨어이다. 명령들은, 엘리먼트의 기능들을 수행하도록 프로세서에게 지시하기 위해 프로세서에 의해 실행될 때 동작한다. 명령들은, 프로세서에 의해 판독가능한 저장 디바이스들 상에 저장될 수 있다. 저장 디바이스들의 일부 예들은 디지털 또는 고체-상태 메모리들, 자기 저장 매체, 이를테면 자기 디스크들 및 자기 테이프들, 하드 드라이브들, 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체이다.

Claims (42)

  1. 항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법으로서,
    패스너(250)를 제공하는 단계로서, 상기 패스너(250)는:
    헤드(430),
    상기 헤드(430)로부터 연장되며, 대응하는 홀(hole)과 끼워맞춤식(fit)으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크(cylindrical shank; 440)로서, 표면(520)을 갖는 상기 원통형 생크(440)를 포함하는,
    상기 패스너(250)를 제공하는 단계, 및
    상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한 부분들을 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨두도록, 그리고 또한 상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한 부분(590)들을 코팅(510)으로 커버된 상태로 남겨두도록, 분무기(sprayer)를 이용하여, 불균일하며 불연속적인 방식으로, 상기 패스너(250) 상에 코팅(510)을 분무하는 단계를 포함하고,
    상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분(590)들이, 노출되며 코팅이 없는 상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한 부분들보다 더 높은 윤활성(lubricity)을 나타내도록, 상기 코팅(510)은 상기 생크(440)의 상기 표면(520)보다 더 높은 윤활성을 나타내고, 그리고
    상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한 커버된 부분(590)들의 코팅(510)의 유전체 내전압(dielectric withstand voltage)에 이르기(met) 전에, 노출되며 코팅이 없는 상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한 부분들을 통해 전하가 소산되도록, 상기 코팅(510)은 상기 생크(440)의 상기 표면(520)보다 더 높은 유전체 내전압을 나타내고,
    설계 선택의 문제로서, 코팅(510)으로 커버되는 상기 생크(440)의 표면적의 커버링 백분율(percentage covering)을 조정하기 위하여, 상기 분무기에 대한 압력, 노출 시간 및 오리피스(orifice) 사이즈 중 적어도 하나가 조정되는,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅(510)은 Al 또는 Cu 금속 안료(metal pigment) 코팅 및 몰리브데넘 디술피드(molybdenum disulfide) 코팅 중 적어도 하나를 포함하는,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 생크(440)에 걸쳐 코팅(510)을 분무하기 전에, 상기 생크(440)의 상기 표면(520)을 양극처리하는(anodizing) 단계를 더 포함하는,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 생크(440)를 커버하는 윤활유(530)를 적용하는 단계를 더 포함하고,
    상기 윤활유(530)는, 코팅(510)이 적용된 후에 적용되고,
    상기 윤활유(530)는, 상기 패스너(250)에 부착되거나, 또는 상기 패스너(250)와 일체화되지 않으며,
    상기 윤활유(530)는 상기 패스너(250)의 설치 동안 희생 윤활유(sacrificial lubricant; 530)로서의 역할을 하고 상기 윤활유(530)는 세틸 알코올(cetyl alcohol)을 포함하는,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 코팅 분무 단계는 또한 상기 패스너 헤드(430)의 둘레(circumference)에 코팅(510)을 분무하는,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 코팅(510)을 적용하는 단계는 상기 생크(440)의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만 만큼 증가시킬 수 있거나,
    코팅된 생크의 반경은 코팅되지 않은 생크의 반경보다 더 크거나, 또는
    상기 코팅(510)을 적용하는 단계는 상기 생크(440)의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만 만큼 증가시킬 수 있고 그리고 코팅된 생크의 반경은 코팅되지 않은 생크의 반경보다 더 큰,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 분무기는 상기 패스너(250) 상에 분무되는 코팅(510)의 개별적인 스폿(spot)들 또는 스페클(speckle)들의 사이즈를 조정하도록 교정되고, 상기 분무기는 상기 패스너(250)의 둘레의 10분의 1 내지 1000분의 1인, 코팅의 스폿들을 분무하도록 교정되는,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    30 % 내지 70 % 사이에서 설계 선택의 문제로서, 코팅(510)으로 커버되는 상기 생크(440)의 표면적의 커버링 백분율을 조정하기 위하여, 상기 분무기에 대한 압력, 노출 시간 및 오리피스 사이즈 중 적어도 하나가 조정되는,
    패스너(fastener)를 제공하기 위한 방법.
  9. 항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250)로서,
    헤드(430);
    상기 헤드(430)로부터 연장되며, 대응하는 홀(hole)과 끼워맞춤식(fit)으로 맞물리도록 치수화되는 원통형 생크(440)로서, 표면(520) 및 직경을 갖는 상기 원통형 생크(440),
    코팅(510)
    을 포함하며,
    상기 코팅(510)은 불균일하며 불연속적인 방식으로 상기 패스너(250)에 적용되어서, 불규칙한 부분들을 갖는 상기 생크(440)의 상기 표면(520)이 노출된 상태로 그리고 코팅이 없는 상태로 남겨지고, 그리고 또한, 불규칙한 부분(590)들을 갖는 상기 생크(440)의 상기 표면(520)이 코팅(510)으로 커버된 상태로 남겨지고, 이로써 코팅(510)은 상기 생크(440)의 직경을 증가시키고 상기 생크(440)의 상기 표면(520) 상에 피크(peak)들을 형성하고, 상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분(590)들이, 노출되며 코팅이 없는 상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한 부분들보다 더 높은 윤활성을 나타내도록, 상기 코팅(510)은 상기 생크(440)의 상기 표면(520)보다 더 높은 윤활성을 나타내고, 그리고
    상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한, 코팅으로 커버된 부분(590)들을 커버하는 코팅(510)의 유전체 내전압에 이르기 전에, 노출되며 코팅이 없는 상기 생크(440)의 상기 표면(520)의 불규칙한 부분들을 통해 전하가 소산되도록, 상기 코팅(510)은 상기 생크(440)의 상기 표면(520)보다 더 높은 유전체 내전압을 나타내는,
    항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250).
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 생크(440)의 상기 표면(520)은 마무리를 포함하고,
    상기 생크(440)는 티타늄, 철 합금(ferrous alloy), 및 니켈 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 재료로 만들어지고,
    상기 코팅(510)은 Al 또는 Cu 금속 안료 코팅 및 몰리브데넘 디술피드 코팅 중 적어도 하나를 포함하는,
    항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250).
  11. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 패스너(250)는, 상기 생크(440) 및 상기 코팅(510)을 커버하는 윤활유(530)를 더 포함하고,
    상기 윤활유(530)는, 상기 패스너(250)의 설치 동안 상기 윤활유(530)가 희생 윤활유(530)로서의 역할을 하도록, 상기 패스너(250)에 부착되지 않으며, 상기 윤활유(530)는 세틸 알코올을 포함하는,
    항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250).
  12. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 코팅(510)은 또한, 상기 패스너 헤드(430)에 불균일하며 불연속적인 방식으로 적용되어서, 불규칙한 부분들을 갖는 상기 패스너 헤드(430)가 노출된 상태로 그리고 코팅(510)이 없는 상태로 남겨지고, 그리고 또한, 불규칙한 부분들을 갖는 상기 패스너 헤드(430)가 코팅(510)으로 커버된 상태로 남겨지고, 설치 후에 홀과 접촉하지 않는 상기 패스너 헤드(430)의 영역들은 코팅되지 않는,
    항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250).
  13. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 코팅(510)에 의한 상기 표면(520)의 커버리지(coverage)는 상기 생크(440)의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만 만큼 증가시키거나,
    코팅된 생크의 반경은 코팅되지 않은 생크의 반경보다 더 크거나, 또는
    상기 코팅(510)에 의한 상기 표면(520)의 커버리지(coverage)는 상기 생크(440)의 폭을 0.0254 cm(100분의 1 인치) 미만 만큼 증가시키고 그리고 코팅된 생크의 반경은 코팅되지 않은 생크의 반경보다 더 큰,
    항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250).
  14. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 코팅은 상기 생크(440)의 표면적의 30 % 내지 70 %를 커버하는,
    항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250).
  15. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 패스너(250)는 마스킹되지 않는(unmasked),
    항공우주 산업에서 사용하기 위한 패스너(250).

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