WO2011099275A1 - 開口部の閉塞部材 - Google Patents

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WO2011099275A1
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closing member
composite material
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clamp ring
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秀人 本橋
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三菱航空機株式会社
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/34—Tanks constructed integrally with wings, e.g. for fuel or water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • B64D37/32—Safety measures not otherwise provided for, e.g. preventing explosive conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/02—Lightning protectors; Static dischargers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40—Weight reduction

Definitions

  • the present invention relates to a closing member for an opening provided in an aircraft body.
  • the main wing of an aircraft has a hollow structure by attaching wing surface panels that form wing surfaces above and below a girder.
  • the internal space of the main wing is a fuel tank.
  • An opening is formed on the surface of the main wing in order to perform inspection and maintenance work inside the fuel tank. Under normal conditions, the opening is closed by the access door, and the access door is opened when performing inspection and maintenance work. (For example, refer to Patent Document 1).
  • This access door includes a door body disposed on the inner space side of the main wing with respect to the opening, and a clamp ring disposed on the outer side of the main wing.
  • Each of the door body and the clamp ring has a larger outer dimension than the opening.
  • the door body and clamp ring are fastened with a large number of fastener members at the outer periphery. For this reason, it is necessary to form the receiving part of a fastener member in the door main body side. If the receiving part of many fastener members is provided in the outer peripheral part of a door main body, a door main body will become a very complicated shape. It is very difficult to form a door body having such a complicated shape from a composite material, and there is a problem that the cost increases.
  • a composite material using carbon fibers allows a current to flow, though only slightly. Regardless of the material forming the access door, it is necessary to ensure electrical bonding between the access door and the wing panel in order to prevent the access door from being electrically isolated.
  • the material that forms the door body and clamp ring is a metal that can be regarded as the same type of metal as the carbon fiber composite material when electrical bonding is to be secured at the contact surface.
  • Titanium alloy, CRES and the like Titanium alloy, CRES and the like.
  • both titanium alloys and CRES are difficult-to-work materials, and further, titanium alloys are expensive, and CRES has a problem of large specific gravity and an increase in weight.
  • the present invention has been made based on such a technical problem, and an object of the present invention is to provide an opening closing member that is excellent in lightning resistance and can be manufactured at low cost.
  • the present invention made for this purpose is a closing member for an opening formed in a panel constituting the outer surface of an aircraft fuselage.
  • the closing member is disposed on one surface side of the panel and is formed from the opening.
  • a closing member main body having a large outer diameter to close the opening, a ring-shaped clamp member disposed on the other surface side of the panel and having a larger outer diameter than the opening, and an outer periphery of the closing member main body
  • a fastener that fastens the closing member body and the clamp member in a state where the panel is sandwiched between the portion and the outer peripheral portion of the clamp member.
  • the closing member body has a first surface formed by a composite material in which a surface facing the outer side of the airframe is formed of a composite material including carbon fiber, and a surface facing the inner side of the airframe is formed of a metal material.
  • the outer peripheral portion of the layer and the inner peripheral portion of the clamp member abut against each other, and the outer peripheral portion of the clamp member and the inner peripheral portion of the opening abut against each other, whereby the closing member is electrically connected to the panel via the clamp member. It is characterized by that.
  • the surface facing the outside of the airframe in the closing member body is formed of a composite material containing carbon fiber, so that when lightning strikes the closing member body directly, current is passed through the carbon fiber to the clamp member, opening Can flow to the panel around the part.
  • the portion that contacts the panel that forms the outer surface of the fuselage is formed of the same carbon fiber composite material as that of the panel, so that the metal is electrically associated with the carbon fiber composite material such as titanium or CRES. Compared with the case of using, electrical bonding can be ensured at low cost and light weight.
  • a complicated shape such as a fastener receiving portion can be formed by casting or machining.
  • the abutting surface between the outer peripheral portion of the first layer and the inner peripheral portion of the clamp member, and the abutting surface between the outer peripheral portion of the clamp member and the inner peripheral edge of the opening are tapered surfaces inclined with respect to the direction orthogonal to the surface of the body. It is preferable that By doing in this way, the cut surface of carbon fiber can be faced
  • an insulating layer is provided between the first layer formed of the composite material and the second layer formed of the metal material. Thereby, even when a lightning strikes the first layer, current does not reach the second layer, and it is possible to prevent a spark from occurring on the second layer side.
  • first and second layers are preferably joined together by pins and / or adhesives.
  • the clamp ring is preferably formed of at least a side facing the outer side of the machine body from any one of a titanium alloy, a stainless alloy, and a composite material containing carbon fibers. This is because these materials are electrically related to the composite material used for the closing member main body and are not easily corroded by a potential difference.
  • the panel can be formed of a composite material containing carbon fibers.
  • the opening in which such a blocking member is provided may have any application and configuration.
  • the opening is provided in the main wing constituting the fuselage and is an entrance to a fuel tank in the main wing, arc discharge Since generation
  • the surface facing the outside of the airframe in the closing member body is formed of a composite material containing carbon fiber, so that when lightning strikes the closing member body directly, current is clamped through the carbon fiber. It can flow to the panel around the member and the opening.
  • the blocking member can be excellent in lightning resistance.
  • a complicated shape such as a receiving portion for fixing the closing member main body can be formed at low cost.
  • FIG. 1 is a perspective view of an access door (blocking member) 20 provided on a main wing 10 constituting a fuselage of an aircraft to which an opening blocking member according to the present embodiment is applied, as viewed from the inside of the main wing 10.
  • the access door 20 is provided on a wing surface panel (panel) 11 that forms the upper or lower surface of the main wing 10 so that maintenance personnel can enter and leave the fuel tank provided in the internal space of the main wing 10. .
  • the blade surface panel 11 is formed with an opening 12 that communicates the inside and outside of the main wing 10.
  • the opening 12 may have an appropriate shape such as an ellipse, an ellipse, or a circle.
  • the access door 20 includes a door main body (closing member main body) 30 disposed on the inner space side of the main wing 10 with respect to the opening 12, a clamp ring (clamp member) 40 disposed on the outer side of the main wing 10, and these It is comprised from the fastener member (fastener) 50 which fastens the door main body 30 and the clamp ring 40. As shown in FIG.
  • the door body 30 has a larger outer dimension than the opening 12.
  • the door body 30 has an outer surface 31 a that forms a continuous surface with the wing outer surface 11 a of the wing surface panel 11, a plate portion 31 having an outer dimension smaller than the opening 12, and an outer peripheral portion of the plate portion 31. And a flange portion 32 that abuts the periphery of the opening 12 on the inner space side of the main wing 10.
  • the flange portion 32 is a receiving surface 32a that abuts the periphery of the opening 12 on the inner space side of the main wing 10, and a receiving portion of the fastener member 50 that is formed at a portion facing the clamp ring 40 inside the abutting surface 32a.
  • a plurality of receiving portions 33 are provided along the circumferential direction of the outer peripheral portion of the door main body 30 corresponding to the installation positions of the fastener members 50. Each receiving portion 33 protrudes toward the inner space side of the main wing 10, and a recessed portion 33 a that opens to the side facing the clamp ring 40 is formed.
  • the axial part 52a of the fastener main body 52 which comprises the fastener member 50 is accommodated.
  • the clamp ring 40 has a ring shape having an outer diameter larger than the inner diameter dimension of the opening 12 and an inner diameter smaller than the inner diameter dimension of the opening 12.
  • the clamp ring 40 has a quadrangular cross section, and an outer surface 40a that is the outer side of the main wing 10 forms a surface that is continuous with the outer surface 11a of the wing surface panel 11 and faces the receiving portion 33 of the door body 30. 40b is formed in parallel with the outer surface 40a.
  • a through hole 41 that penetrates the outer surface 40 a and the opposing surface 40 b is formed at a position corresponding to the receiving portion 33 of the door body 30.
  • the shaft portion 52 a of the fastener member 50 is inserted into each through hole 41.
  • a tapered seat surface 42 that accommodates the head portion 52 c of the fastener member 50 is formed on the side facing the outer surface of the main wing 10.
  • the clamp ring 40 is trapezoidal in cross section, and tapered surfaces 40c and 40d are formed between the outer surface 40a and the opposing surface 40b. These tapered surfaces 40c and 40d are inclined so that the distance between them gradually increases from the facing surface 40b side toward the outer surface 40a side.
  • a contact surface 34 is formed on the outer peripheral portion of the plate portion 31 so as to be in contact with the tapered surface 40 c on the inner peripheral side of the clamp ring 40.
  • the contact surface 34 is formed on the tapered surface 40c of the clamp ring 40 so that the outer diameter of the plate portion 31 gradually increases from the outer surface 31a toward the inner surface 31b facing the inner side of the main wing 10. Inclined at a corresponding angle.
  • a contact surface 14 is formed on the inner peripheral portion of the opening 12 of the wing surface panel 11 and hits the tapered surface 40d on the outer peripheral side of the clamp ring 40.
  • the contact surface 14 is formed to be inclined at an angle corresponding to the tapered surface 40 d of the clamp ring 40.
  • Such an access door 20 sandwiches the inner peripheral edge of the opening 12 between the abutting surface 32a of the flange 32 of the door body 30 and the clamp ring 40 when the opening 12 is closed. Then, the fastener body 52 of the fastener member 50 is inserted into the through hole 41 of the clamp ring 40 from the outside of the main wing 10, and the shaft body 52 a is screwed into the nut 51, whereby the door body 30 and the clamp ring 40 are fastened. . In this state, the contact surface 14 of the opening 12 and the tapered surface 40d of the clamp ring 40 abut, and the tapered surface 40c of the clamp ring 40 and the contact surface 34 of the plate portion 31 of the door body 30 abut.
  • the door body 30 is configured such that the outer surface 31a of the plate portion 31 is formed of a composite material layer (first layer) 60 made of CFRP using carbon fiber,
  • the surface 31b side and the flange portion 32 are formed of a metal material layer (second layer) 61 made of an aluminum alloy or the like.
  • the composite material layer 60 and the metal material layer 61 have a laminated structure in which the composite material layer 60 and the metal material layer 61 are integrally joined by an adhesive 62 made of, for example, an insulating epoxy material.
  • the composite material layer 60 and the metal material layer 61 may be integrally joined by a pin-shaped fastener (pin) 70, and may be combined with the adhesive 62.
  • the fastener 70 may be fastened to the metal material layer 61 by insert or thread groove processing.
  • an insulating film (not shown) is formed on the composite material layer 60 by baking glass fibers (insulating material) on the adhesive surface side of the adhesive 62.
  • An insulating film (not shown) is formed on the metal material layer 61 by coating an insulating material on the adhesive surface side of the adhesive 62.
  • An insulating layer can be formed by the insulating film of the composite material layer 60, the adhesive 62, and the insulating film of the metal material layer 61.
  • the outer peripheral end portion of the composite material layer 60 is the contact surface 34 described above. Since the contact surface 34 is an inclined surface, the end portion of the carbon fiber that is provided in the direction along the surface of the main wing 10 and that has conductivity is included in the composite material layer 60 and is exposed to the contact surface 34. .
  • the clamp ring 40 is electrically connected to the composite material layer 60 such as titanium alloy and CRES in addition to CFRP (composite material) using carbon fibers similar to the composite material layer 60 on the side facing at least the outer side of the airframe. It is made of a material of the same genus.
  • CFRP composite material
  • the tapered surfaces 40c and 40d are provided in the direction along the surface of the main wing 10 in the same manner as the contact surface 34, and the ends of the carbon fibers having conductivity. Is exposed.
  • the wing surface panel 11 is formed, and the end of the carbon fiber having conductivity is provided in the direction along the surface of the main wing 10.
  • the door main body 30, the clamp ring 40, and the opening 12 of the wing surface panel 11 are in contact with the contact surface 34 of the door main body 30 and the tapered surface 40 c of the clamp ring 40, and the tapered surface of the clamp ring 40.
  • 40d and the contact surface 14 of the opening part 12 are electrically connected by surface bonding between conductive materials.
  • the door body 30 has an outer surface 31a of the plate portion 31 formed of the composite material layer 60, an inner surface 31b side and a flange portion 32 formed of the metal material layer 61, and the composite material layer 60 and the metal material layer. Since 61 is insulated by the insulating layer, the current flowing through the composite material layer 60 does not flow through the metal material layer 61, and arc discharge can be prevented from occurring inside the fuel tank during a lightning strike.
  • the contact surface 34 of the door body 30 and the tapered surface 40c of the clamp ring 40, and the tapered surface 40d of the clamp ring 40 and the contact surface 14 of the opening 12 are in contact with each other.
  • a large amount of the cut surface of the carbon fiber is exposed on the tapered surface 40 d and the contact surface 14 of the opening 12.
  • the contact area between the carbon fibers of the tapered surface 40d of the clamp ring 40 and the contact surface 14 of the opening 12 can be increased, and these can be reliably contacted to ensure electrical conduction.
  • the contact surface 34 of the door body 30, the tapered surfaces 40c and 40d of the clamp ring 40, and the contact surface 14 of the opening 12 are, for example, the attaching / detaching direction of the door body 30 and the clamp ring 40, that is, the door body 30 and the wing surface panel. 11, the ends of the carbon fibers exposed on these surfaces may be rubbed and loosened while the door body 30 and the clamp ring 40 are repeatedly attached and detached. On the other hand, by making these surfaces into tapered surfaces, it is possible to prevent the carbon fibers from being loosened.
  • the molding is also easier than in the case where it is formed of a composite material. Can be formed.
  • the door main body 30 and the clamp ring 40 have been described.
  • the fastening structure, the shape of the door main body 30 and the clamp ring 40, and the like are not intended to be limited to those described above. Any other configuration can be used as appropriate. In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.

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Abstract

　耐雷性能に優れ、低コストで製作することができる開口部の閉塞部材を提供することを目的とする。　ドア本体３０において、プレート部３１の外表面３１ａが複合材料層６０により形成され、内表面３１ｂ側およびフランジ部３２が金属材料層６１により形成されるようにした。そして、ドア本体３０、クランプリング４０、翼面パネル１１の開口部１２は、ドア本体３０の当たり面３４とクランプリング４０のテーパ面４０ｃとの突き合わせ部分、クランプリング４０のテーパ面４０ｄと開口部１２の当たり面１４との突き合わせ部分において、導電性材料どうしの面ボンディングにより電気的に接続されるようにした。

Description

開口部の閉塞部材
　本発明は、航空機の機体に設けられる開口部の閉塞部材に関する。
　航空機の主翼は、桁材の上下に翼表面を形成する翼面パネルを取り付けることで、中空構造とされている。このような主翼の内部空間が燃料タンクとされているのが一般的である。
　そして、燃料タンクの内部の点検・保守作業等を行うため、主翼の表面に、開口部が形成されている。通常時においては、この開口部はアクセスドアにより閉塞され、点検・保守作業等を行うときには、アクセスドアを開放する。（例えば、特許文献１参照。）。
　このアクセスドアは、開口部に対して主翼の内部空間側に配置されるドア本体と、主翼の外部側に配置されるクランプリングとから構成される。
　ドア本体、クランプリングは、それぞれ開口部よりも大きな外形寸法を有している。ドア本体の外周部と、クランプリングの外周部とで、開口部の周縁部を挟み込んだ状態で、ドア本体とクランプリングとがファスナ部材等により締結されることで、開口部がドア本体により閉塞される。
"Airframe Structural Design" Michael C. Y. Niu, Conmilit Press Ltd.社, 香港, 1988年, p.265, Fig. 8.3.16
　ところで近年、航空機の主翼に炭素繊維を用いた複合材料を用いることが検討されている。主翼が通常の金属材料により形成されている場合、アクセスドアに雷が落ちても、雷による電流はアクセスドアから主翼の翼面パネルへと流れて分散する。しかし、主翼が複合材料により形成されている場合、アクセスドアに雷が直撃した場合、電流が分散しにくく、アクセスドアの外周部でアーク放電が生じる可能性があるため、確実な耐雷対策を施す必要がある。
　また、ドア本体とクランプリングとは、その外周部を多数本のファスナ部材で締結する。このためドア本体側には、ファスナ部材の受け部を形成する必要がある。ドア本体の外周部に多数のファスナ部材の受け部を設けると、ドア本体が非常に複雑な形状となる。このような複雑な形状を有したドア本体を、複合材料で形成するのは非常に困難であり、高コスト化につながるという問題もある。
　また、炭素繊維を用いた複合材料は、わずかではあるが電流を流す。アクセスドアを形成する材質に関わらず、アクセスドアが電気的に孤立してしまうことを防ぐため、アクセスドアと翼面パネルの間で電気的ボンディングを確保する必要がある。
　航空機の機体を炭素繊維複合材料で形成する場合、接触面で電気的ボンディングを確保しようとすると、ドア本体やクランプリングを形成する材料は、炭素繊維複合材料と同種金属と見做せる金属である、チタニウム合金、ＣＲＥＳ等に限定されてしまう。しかし、チタニウム合金、ＣＲＥＳ（ステンレス合金）ともに、難加工材であり、さらに、チタニウム合金は高価であり、ＣＲＥＳは比重が大きく重量増に繋がるという問題がある。
　なお、このような問題は、航空機の機体に設けられた他の開口部についても共通する。
　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、耐雷性能に優れ、低コストで製作することのできる開口部の閉塞部材を提供することを目的とする。
　かかる目的のもとになされた本発明は、航空機の機体の外表面を構成するパネルに形成された開口部の閉塞部材であって、閉塞部材は、パネルの一面側に配置され、開口部よりも大きな外径寸法を有して開口部を塞ぐ閉塞部材本体と、パネルの他面側に配置され、開口部よりも大きな外径寸法を有したリング状のクランプ部材と、閉塞部材本体の外周部とクランプ部材の外周部とでパネルを挟み込んだ状態で、閉塞部材本体とクランプ部材とを締結するファスナと、を備える。そして、閉塞部材本体は、機体の外方に臨む面が、炭素繊維を含んだ複合材料により形成され、機体の内方に臨む面が、金属材料により形成され、複合材料により形成された第一の層の外周部とクランプ部材の内周部とが突き当たり、クランプ部材の外周部と開口部の内周縁部とが突き当たることで、閉塞部材がクランプ部材を介しパネルに電気的に接続されていることを特徴とする。
　このようにして閉塞部材本体において機体の外方に臨む面を、炭素繊維を含んだ複合材料により形成することで、閉塞部材本体に雷が直撃した場合に、炭素繊維を通して電流をクランプ部材、開口部周囲のパネルへと流すことができる。
　また、閉塞部材本体において、機体の外表面を構成するパネルと接する部分を、パネルと同じ炭素繊維複合材料により形成することで、チタンやＣＲＥＳのような炭素繊維複合材料と電気的に同属の金属を用いた場合と比べ、安価かつ軽量に、電気的ボンディングを確保することが可能となる。
　また、機体の内方に臨む面を、金属材料により形成することで、ファスナの受け部等、複雑な形状も、鋳造や機械加工により形成することができる。
　第一の層の外周部とクランプ部材の内周部との突き当たり面、クランプ部材の外周部と開口部の内周縁部との突き当たり面は、機体表面に直交する方向に対して傾斜したテーパ面とするのが好ましい。このようにすることで、炭素繊維の切断面同士を突き合わせることができ、電気的ボンディングを確実に行うことができる。
　また、閉塞部材本体は、複合材料により形成された第一の層と、金属材料により形成された第二の層との間に、絶縁層が設けられている。これにより、第一の層に落雷した場合も、第二の層に電流が届かず、第二の層側でスパークが生じるのを防ぐことができる。
　このような第一の層と第二の層は、ピンおよび／または接着剤により一体に接合するのが好ましい。
　また、クランプリングは、少なくとも機体の外方側に臨む側がチタン合金、ステンレス合金、炭素繊維を含んだ複合材料のいずれかにより形成するのが好ましい。これらの材料は、閉塞部材本体に用いられた複合材料と電気的に同属であり、電位差による腐食が生じにくいからである。
　また、パネルは、炭素繊維を含んだ複合材料により形成することができる。
　このような閉塞部材が設けられる開口部は、いかなる用途、構成であっても良いが、開口部が、機体を構成する主翼に設けられ、主翼内の燃料タンクへの出入り口である場合、アーク放電の発生を抑えることができるため、特に好ましい。
　本発明によれば、閉塞部材本体において機体の外方に臨む面を、炭素繊維を含んだ複合材料により形成することで、閉塞部材本体に雷が直撃した場合に、電流を、炭素繊維を通してクランプ部材、開口部周囲のパネルへと流すことができる。その結果、閉塞部材を、耐雷性能に優れるものとすることができる。
　また、閉塞部材本体において機体の内方に臨む面を金属材料により形成することで、閉塞部材本体を固定するための受け部等、複雑な形状等も低コストで形成することができる。
本実施の形態における航空機の主翼に設けられたアクセスドアを示す斜視図である。 主翼の翼面パネルに対するアクセスドアの取付構造を示す断面図である。
　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。
　図１は、本実施の形態における開口部の閉塞部材を適用した航空機の機体を構成する主翼１０に設けられたアクセスドア（閉塞部材）２０を、主翼１０の内側から見た斜視図である。
　アクセスドア２０は、主翼１０の内部空間に設けられた燃料タンク内に整備担当員が出入りするため、主翼１０の上側または下側の表面を形成する翼面パネル（パネル）１１に設けられている。
　図２に示すように、翼面パネル１１には、主翼１０の内外を連通する開口部１２が形成されている。この開口部１２は、例えば、長円系、楕円形、円形等、適宜形状とすることができる。
　アクセスドア２０は、開口部１２に対して主翼１０の内部空間側に配置されるドア本体（閉塞部材本体）３０と、主翼１０の外部側に配置されるクランプリング（クランプ部材）４０と、これらドア本体３０とクランプリング４０とを締結するファスナ部材（ファスナ）５０と、から構成される。
　ドア本体３０は、開口部１２よりも大きな外形寸法を有している。ドア本体３０は、翼面パネル１１の翼外表面１１ａと連続した面を形成する外表面３１ａを有し、開口部１２よりも小さな外形寸法とされたプレート部３１と、プレート部３１の外周部に一体に形成され、主翼１０の内部空間側において、開口部１２の周囲に突き当たるフランジ部３２と、を備えている。
　フランジ部３２は、主翼１０の内部空間側において、開口部１２の周囲に突き当たる突き当たり面３２ａと、突き当たり面３２ａよりも内側において、クランプリング４０に対向する部分に形成された、ファスナ部材５０の受け部３３と、を備えている。
　受け部３３は、ドア本体３０の外周部の周方向に沿って、ファスナ部材５０の設置位置に対応して複数が設けられている。
　各受け部３３は、主翼１０の内部空間側に向けて突出しており、クランプリング４０に対向する側に開口した凹部３３ａが形成されている。そして、凹部３３ａ内に、ファスナ部材５０を構成するナット５１を保持するとともに、ファスナ部材５０を構成するファスナ本体５２の軸部５２ａを収容する。
　クランプリング４０は、開口部１２の内径寸法よりも大きな外径と、開口部１２の内径寸法よりも小さな内径を有したリング状をなしている。クランプリング４０は、断面四角形状で、主翼１０の外側となる外表面４０ａが、翼面パネル１１の翼外表面１１ａと連続した面を形成し、ドア本体３０の受け部３３に対向する対向面４０ｂが、外表面４０ａと平行に形成されている。
　クランプリング４０には、外表面４０ａ、対向面４０ｂを貫通する貫通孔４１が、ドア本体３０の受け部３３に対応した位置に形成されている。各貫通孔４１には、ファスナ部材５０の軸部５２ａが挿通される。各貫通孔４１において、主翼１０の外表面に対向する側に、ファスナ部材５０の頭部５２ｃを収容するテーパ状の座面４２が形成されている。
　本実施形態においては、クランプリング４０は断面台形状で、外表面４０ａと対向面４０ｂの間にテーパ面４０ｃ、４０ｄが形成されている。これらテーパ面４０ｃ、４０ｄは、対向面４０ｂ側から外表面４０ａ側に向けて、それらの間隔が漸次拡大するよう傾斜されている。
　前記のプレート部３１の外周部には、クランプリング４０の内周側のテーパ面４０ｃに当たる当たり面３４が形成されている。本実施形態において、当たり面３４は、外表面３１ａから、主翼１０の内側を向く内表面３１ｂ側に向けて、プレート部３１の外径寸法が漸次拡大するよう、クランプリング４０のテーパ面４０ｃに対応した角度で傾斜して形成されている。
　また、翼面パネル１１の開口部１２の内周部には、クランプリング４０の外周側のテーパ面４０ｄに当たる当たり面１４が形成されている。本実施形態において、当たり面１４は、クランプリング４０のテーパ面４０ｄに対応した角度で傾斜して形成されている。
　このようなアクセスドア２０は、開口部１２を閉塞した状態においては、ドア本体３０のフランジ部３２の突き当たり面３２ａと、クランプリング４０とで、開口部１２の内周縁部を挟み込む。そして、ファスナ部材５０のファスナ本体５２を、クランプリング４０の貫通孔４１に主翼１０の外側から挿入し、軸部５２ａをナット５１にねじ込むことによって、ドア本体３０とクランプリング４０とが締結される。
　この状態で、開口部１２の当たり面１４とクランプリング４０のテーパ面４０ｄとが突き当たり、クランプリング４０のテーパ面４０ｃとドア本体３０のプレート部３１の当たり面３４とが突き当たる。
　さて、本実施形態において、上記のドア本体３０は、プレート部３１の外表面３１ａが、炭素繊維を用いたＣＦＲＰからなる複合材料層（第一の層）６０により形成され、プレート部３１の内表面３１ｂ側およびフランジ部３２が、アルミ合金等からなる金属材料層（第二の層）６１により形成されている。これら複合材料層６０と金属材料層６１とは、例えば絶縁性のエポキシ系材料からなる接着剤６２により一体に接合された積層構造とされている。また、複合材料層６０と金属材料層６１は、ピン状のファスナ（ピン）７０により一体に接合するようにしてもよく、さらには接着剤６２と組み合わせてもよい。ファスナ７０は、金属材料層６１にインサート、またはネジ溝加工により締結すればよい。
　ここで、複合材料層６０には、接着剤６２による接着面側に、ガラス繊維（絶縁材料）が焼き付けられることによって、図示しない絶縁膜が形成されている。
　金属材料層６１には、接着剤６２による接着面側に絶縁材料が塗装されることによる絶縁膜（図示なし）が形成されている。
　これら複合材料層６０の絶縁膜、接着剤６２、金属材料層６１の絶縁膜により、絶縁層を形成することができる。
　また、複合材料層６０の外周端部は、前記の当たり面３４とされている。この当たり面３４は傾斜面であるため、複合材料層６０を構成する、主翼１０の表面に沿った方向に設けられて導電性を有する炭素繊維の端部が、当たり面３４に露出している。
　一方、クランプリング４０は、少なくとも機体の外方側に臨む側が複合材料層６０と同様の炭素繊維を用いたＣＦＲＰ（複合材料）の他、チタン合金、ＣＲＥＳ等、複合材料層６０と電気的に同属の材料により形成されている。クランプリング４０が複合材料で形成されている場合、テーパ面４０ｃ、４０ｄには、前記の当たり面３４と同様、主翼１０の表面に沿った方向に設けられて導電性を有する炭素繊維の端部が露出している。
　また、主翼１０の開口部１２の当たり面１４においても、翼面パネル１１を形成し、主翼１０の表面に沿った方向に設けられて導電性を有する炭素繊維の端部が露出している。
　このような構成により、ドア本体３０、クランプリング４０、翼面パネル１１の開口部１２は、ドア本体３０の当たり面３４とクランプリング４０のテーパ面４０ｃとの突き合わせ部分、クランプリング４０のテーパ面４０ｄと開口部１２の当たり面１４との突き合わせ部分において、導電性材料どうしの面ボンディングにより電気的に接続される。これにより、ドア本体３０に落雷しても、電流は、ドア本体３０の複合材料層６０からクランプリング４０を経て翼面パネル１１へと拡散していくので、耐雷性を向上させることができる。
　また、ドア本体３０は、プレート部３１の外表面３１ａが、複合材料層６０により形成され、内表面３１ｂ側およびフランジ部３２が金属材料層６１により形成され、これら複合材料層６０と金属材料層６１は、絶縁層によって絶縁されているため、複合材料層６０を流れる電流が金属材料層６１に流れることはなく、落雷時に、燃料タンクの内側でアーク放電が生じるのを抑えることができる。
　このとき、ドア本体３０の当たり面３４とクランプリング４０のテーパ面４０ｃ、クランプリング４０のテーパ面４０ｄと開口部１２の当たり面１４は、テーパ面どうしの面接触であるため、クランプリング４０のテーパ面４０ｄと開口部１２の当たり面１４には、炭素繊維の切断面が大量に露出する。これにより、クランプリング４０のテーパ面４０ｄと開口部１２の当たり面１４の炭素繊維どうしの接触面積を増やし、これらを確実に接触させて電気的な導通を確保することができる。
　また、ドア本体３０の当たり面３４、クランプリング４０のテーパ面４０ｃ、４０ｄ、開口部１２の当たり面１４は、例えば、ドア本体３０、クランプリング４０の着脱方向、すなわちドア本体３０や翼面パネル１１の表面に直交する面内である場合、これらの面に露出した炭素繊維の端部が、ドア本体３０やクランプリング４０の着脱を繰り返すうちに、擦れてほぐれてしまう可能性がある。これに対し、これらの面をテーパ面とすることで、炭素繊維がほぐれるのを防止することができる。
　また、ファスナ部材５０の受け部３３等は、金属材料層６１に形成されているため、その成形も、これを複合材料で形成する場合に比較して容易であり、低コストでアクセスドア２０を形成することができる。
　なお、上記実施の形態では、ドア本体３０とクランプリング４０について説明をしたが、それらの締結構造や、ドア本体３０やクランプリング４０の形状等については、上記したものに何ら限定する意図はなく、適宜他の構成と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。
　１０…主翼、１１…翼面パネル（パネル）、１２…開口部、１４…当たり面、２０…アクセスドア（閉塞部材）、３０…ドア本体（閉塞部材本体）、３１…プレート部、３１ａ…外表面、３１ｂ…内表面、３２…フランジ部、３３…受け部、３４…当たり面、４０…クランプリング（クランプ部材）、４０ａ…外表面、４０ｂ…対向面、４０ｃ…テーパ面、４０ｄ…テーパ面、４１…貫通孔、５０…ファスナ部材（ファスナ）、６０…複合材料層（第一の層）、６１…金属材料層（第二の層）、６２…接着剤、７０…ファスナ（ピン）

Claims (7)

  1. 　航空機の機体の外表面を構成するパネルに形成された開口部の閉塞部材であって、
    　前記閉塞部材は、
    　前記パネルの一面側に配置され、前記開口部よりも大きな外径寸法を有して前記開口部を塞ぐ閉塞部材本体と、
    　前記パネルの他面側に配置され、前記開口部よりも大きな外径寸法を有したリング状のクランプ部材と、
    　前記閉塞部材本体の外周部と前記クランプ部材の外周部とでパネルを挟み込んだ状態で、前記閉塞部材本体と前記クランプ部材とを締結するファスナと、を備え、
    　前記閉塞部材本体は、前記機体の外方に臨む面が、炭素繊維を含んだ複合材料により形成され、前記機体の内方に臨む面が、金属材料により形成され、
    　前記複合材料により形成された第一の層の外周部と前記クランプ部材の内周部とが突き当たり、前記クランプ部材の外周部と前記開口部の内周縁部とが突き当たることで、前記閉塞部材が前記クランプ部材を介して前記パネルに電気的に接続されていることを特徴とする開口部の閉塞部材。
  2. 　前記第一の層の外周部と前記クランプ部材の内周部との突き当たり面、前記クランプ部材の外周部と前記開口部の内周縁部との突き当たり面が、前記機体表面に直交する方向に対して傾斜したテーパ面とされていることを特徴とする請求項１に記載の開口部の閉塞部材。
  3. 　前記閉塞部材本体は、前記複合材料により形成された第一の層と、前記金属材料により形成された第二の層との間に、絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の開口部の閉塞部材。
  4. 　前記第一の層と前記第二の層とが、ピンおよび／または接着剤により一体に接合されていることを特徴とする請求項３に記載の開口部の閉塞部材。
  5. 　前記クランプ部材が、少なくとも前記機体の外方側に臨む側がチタン合金、ステンレス合金、炭素繊維を含んだ複合材料のいずれかにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の開口部の閉塞部材。
  6. 　前記パネルが、炭素繊維を含んだ複合材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の開口部の閉塞部材。
  7. 　前記開口部が、前記機体を構成する主翼に設けられ、前記主翼内に収容された燃料タンクへの出入り口であることを特徴とする請求項１に記載の開口部の閉塞部材。
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