耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法
【課題】絶縁性を確実に確保したうえで、作業性および品質安定性を向上し、ひいては機体の製造コストを低減することのできる耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法を提供することを目的とする。
【解決手段】キャップ３０に穴３２を形成し、この穴３２にネジ溝３２ａを形成しておくことで、ファスナ部材２４にキャップ３０を確実かつ容易に位置決めして取り付け、取付後においてもキャップ３０の脱落を確実に防止する。これにより、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質でキャップ３０を取り付けることを可能とする。また、キャップ３０は、樹脂で形成するのが量産性、軽量化等の面で好ましい。
【解決手段】キャップ３０に穴３２を形成し、この穴３２にネジ溝３２ａを形成しておくことで、ファスナ部材２４にキャップ３０を確実かつ容易に位置決めして取り付け、取付後においてもキャップ３０の脱落を確実に防止する。これにより、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質でキャップ３０を取り付けることを可能とする。また、キャップ３０は、樹脂で形成するのが量産性、軽量化等の面で好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の機体、特に翼に用いられる耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の機体を構成する翼は中空構造となっており、翼表面を形成する翼面パネルは、翼内部にある構造材にファスナ部材（留め具）によって固定されている。
ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、翼および翼に取り付けられる部材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、翼と部材とを締結する。
【０００３】
ところで、航空機においては、落雷対策を万全に期す必要がある。翼面パネルとファスナ部材が異なる材料で形成されている場合、落雷時に、翼面パネルとファスナ部材との間の電位差により、翼面パネルとファスナ部材の界面に沿った方向にアーク放電（スパーク）が発生する。翼の内部空間には燃料タンクが収められているため、この被雷時におけるアーク放電の発生を確実に抑える必要がある。
【０００４】
そこで、従来、図９に示すように、翼１の内部側において、翼面パネルに相当する第一の部材２および翼の内部に取り付けられる第二の部材３を貫通するファスナ部材４のファスナ本体４ａおよび固定金具４ｂから離間した状態にキャップ６が取り付けられ、ファスナ本体４ａおよび固定金具４ｂとの間に空気で満たされた空隙７を形成する構造が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−７３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、キャップ６をファスナ部材４に対して位置決めできる構造とはなっておらず、キャップ６の取付位置は作業者に依存する。このため、キャップ６の中心とファスナ部材４の中心とが大きくずれる可能性もある。空隙７においてファスナ部材４とキャップ６との間隙が小さい場所が生じると、キャップ６の機能（絶縁性）が低下する。最悪の場合、キャップ６がファスナ部材４に接触してしまった状態で取り付けられれば、キャップ６の機能そのものが大きく損なわれることもある。
また、キャップ６は、図９（ａ）に示すように、接着剤９で第二の部材３に取り付けられたり、図９（ｂ）に示すようにゴム（絶縁材料）１０で外周をカバーしているため、取付現場において、接着作業、ゴム１０の塗布作業が必要であり、作業の手間がかかる。航空機の翼１の内部は、言うまでもなく空間が狭く、奥まった位置において上記したような作業を行うのは作業性が非常に悪い。しかも、このようなファスナ部材４は、翼１の全体に数千〜数万箇所設けられるため、作業性の悪化はコスト上昇に直結する。
さらに、上記したような作業は、いわゆる手作業であり、作業者によって、施工品質にばらつきが出やすく、これは信頼性にも影響する。
【０００７】
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、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性および品質安定性を向上し、ひいては翼の製造コストを低減することのできる耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもとになされた本発明の耐雷ファスナは、航空機の機体を構成する第一の部材に対し、機体の内部側で第二の部材を締結するための、導電性材料からなるファスナ部材と、機体の内部側に突出したファスナ部材を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなるキャップと、を備える。そして、ファスナ部材は、機体の内部側に突出した部分に係合部が形成され、キャップは、その内周面の中心部に、ファスナ部材の係合部に係合する被係合部が形成され、被係合部にファスナ部材の係合部が係合した状態で、被係合部以外の部分においてファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられていることを特徴とする。このように、キャップに形成された被係合部にファスナ部材を係合させることで、キャップをファスナ部材に対して容易かつ確実に中心に位置決めして取り付けることができる。ここで、係合部および被係合部には、雄ねじと雌ねじ、凸状のボスとこれに対応する凹部等を適宜用いることができる。
また、キャップとファスナ部材との間隙に絶縁性のシーラント剤を充填するのも有効である。
なお、このような耐雷ファスナは、翼に限らず、航空機の機体においても適用可能である。
【０００９】
係合部または被係合部には、第二の部材から離間する方向に沿った溝を形成するのが好ましい。これにより、ファスナ部材をキャップの被係合部に挿入したときに、被係合部に充填されたシーラント剤の余剰分を被係合部から溝を通して押し出すことができる。
【００１０】
キャップの頭部は、キャップをファスナ部材にねじ込むための工具を掛けることのできる形状としても良いし、キャップを作業者が手で回すのであれば、キャップの外周面に、滑り止め加工を施すのが好ましい。
また、キャップに、キャップを作業者が手で回すための摘まみ部を突出形成しても良い。このとき、摘まみ部は、キャップに対して連結部を介して連結され、連結部は、摘まみ部をつまんでキャップをファスナ部材の先端部にねじ込んでいき、その締付けトルクが予め定めたレベルに到達したときにねじ切れるようにすれば、キャップの締付けトルクを容易に管理できる。
【００１１】
キャップの内周面は、被係合部が形成されている側とは反対側の開口端側から、被係合部が形成されている側に向けて、その内径が漸次縮小するよう形成するのが好ましい。これにより、キャップの内部にシーラント剤を充填するときには、シーラント剤に空隙ができるのを抑えることができる。また、キャップに衝撃等が加わった際に、キャップのみが脱落し、シーラント剤がそのままファスナ部材の先端部に残るようにすることができる。
また、キャップの開口端側において、キャップの径方向におけるシーラント剤の厚さが、予め定められた以上の寸法とするのが好ましい。これにより、キャップが脱落した際にも、シーラント剤のみによって耐雷性能を確保することができる。
【００１２】
ファスナ部材の外周面に、外周側に向けて突出する段部またはつば部を形成することで、キャップが脱落した際にも、ファスナ部材の外表面からシーラント剤が脱落するのを防止できる。
【００１３】
キャップとシーラント剤との接着強度を、シーラント剤とファスナ部材との接着強度よりも小さく設定することもできる。これによっても、キャップに衝撃等が加わった際に、キャップのみが脱落し、シーラント剤がそのままファスナ部材の先端部に残るようにすることができる。
【００１４】
本発明は、第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の先端に装着されるキャップであって、絶縁性材料からなる傘状で、その頂部の内周面に、第一の部材と第二の部材を貫通して第二の部材側で突出するファスナ部材に形成された係合部に係合する被係合部が形成され、被係合部にファスナ部材の係合部が係合した状態で、被係合部以外の部分においてファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられることを特徴とすることもできる。このようなキャップは、複合材料からなる航空機の翼をはじめとする機体のみならず、他の用途における部材どうしの接合に用いるファスナ部材に対しても適用することができる。
【００１５】
また、本発明は、航空機の機体を構成する第一の部材と、機体の内部側で第一の部材に取り付けられる第二の部材とを重ねた状態で、機体の外周側からファスナ本体を貫通させる工程と、ファスナ本体に、機体の内部側から固定金具を装着する工程と、機体の外周側から貫通させることで機体の内方において固定金具よりも突出したファスナ本体に、キャップの被係合部を係合させる工程と、を備えることを特徴とする耐雷ファスナの取り付け方法とすることもできる。
また、ファスナ本体に、機体の内部側から固定金具を装着した後、ファスナ本体の先端部に、キャップの被係合部を係合するに先立ち、絶縁材料からなる傘状で、その頂部の内周面に被係合部が形成されたキャップの内周側にシーラント剤を充填する工程をさらに備えることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質で、第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の先端にキャップを取り付けることができる。
また、キャップとファスナ部材との間隙に絶縁性のシーラント剤を充填することで、燃料に対するファスナ部材のシール性能を確保することが可能である。さらに、シーラント剤は、極めて強靱なアーク防止効果を有するため、キャップが破損した状態でもアーク防止効果を保持し、キャップ及びシーラント剤で２重のアーク防止機能を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態における耐雷ファスナを示す断面図である。
【図２】キャップの斜視図である。
【図３】キャップの断面図である。
【図４】キャップの外周面にスリット加工を施した例を示す図である。
【図５】キャップの頭部に突起を設けた例を示す図である。
【図６】キャップの頭部に摘まみ部を設けた例を示す図である。
【図７】キャップの他の例を示す断面図である。
【図８】本実施の形態における耐雷ファスナの他の例を示す断面図である。
【図９】従来の耐雷ファスナの例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法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に示すように、翼２０は、その外殻が、例えば炭素繊維と樹脂との複合材料であるＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）や、アルミ合金等の金属材料からなる翼パネル（第一の部材）２１になって形成されている。翼２０の内部に設けられる、補強のための構造材や燃料タンク、各種の機器が、アルミ合金等の金属材料により形成されたステー等の部材（第二の部材）２２を介して翼パネル２１に固定されている。そして、ステー等の部材２２は、ファスナ部材２４によって翼パネル２１に取り付けられている。
【００１９】
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２６と、ワッシャ２８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により形成される。ピン状をなしたファスナ本体２５は、先端部にネジ溝（係合部）２５ａが形成され、後端部は先端部側より拡径したテーパ状の拡径部２５ｂとされている。このファスナ本体２５は、翼パネル２１および部材２２を貫通して形成された孔２１ａ、２２ａに翼２０の外側から挿入され、後端部の拡径部２５ｂを孔２１ａのテーパ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。
カラー２６は、筒状で、その内周面にはファスナ本体２５のネジ溝２５ａに噛み合うネジ溝２６ａ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のネジ溝２５ａにねじ込まれる。これによって、翼パネル２１と部材２２とは、ファスナ本体２５の拡径部２５ｂとカラー２６とによって挟み込まれ、部材２２が翼パネル２１に固定されている。
なお、この状態で、ファスナ本体２５の先端部２５ｃは、カラー２６よりも翼２０の内周側に突出し、さらに、ネジ溝２５ａの一定長をカラー２６から翼２０の内周側に露出させている。
【００２０】
上記ファスナ本体２５の後端部は、そのままでは翼２０の表面に露出することになるため、翼２０が複合材からなる場合、翼２０の表面全体がＣｕ（銅）を含んだ塗料からなる塗膜２７によってファスナ本体２５の後端部が覆われ、これによって落雷時に電流がファスナ部材２４に集中するのを防いでいる。
また、ファスナ本体２５への雷の直撃を防ぐために、ファスナ本体２５は、その表面を樹脂等の絶縁材料でコーティングするのが好ましい。
【００２１】
ワッシャ２８は、所定の厚さを有した環状で、例えばポリイミド等の絶縁材料により形成されている。ワッシャ２８を絶縁材料で形成することで、部材２２とワッシャ２８との界面においてアーク放電が生じるのを防止する。
【００２２】
さて、翼２０の内部空間側において、ファスナ部材２４には、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３４が充填されている。
図２、図３に示すように、キャップ３０は、断面円形で、一端部３０ａ側のみが開口し、他端部３０ｂ側に向けてその内径および外径が漸次縮小する形状とされている。このキャップは、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。
【００２３】
キャップ３０の他端部３０ｂ側の内周面（以下、これを底面３１と称する）には、断面円形の有底状の穴（被係合部）３２が形成されており、この穴３２の内周面には、ファスナ本体２５のネジ溝２５ａに噛み合うネジ溝３２ａが形成されている。このキャップ３０は、一端部３０ａの端面を部材２２に押し当てた状態で、穴３２にファスナ本体２５の先端部２５ｃが挿入されるようになっている。このとき、ファスナ本体２５のネジ溝２５ａにキャップ３０のネジ溝３２ａが噛み合うことで、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。
【００２４】
このようなキャップ３０は、キャップ３０をファスナ部材２４に装着したときに、ワッシャ２８、ファスナ本体２５およびカラー２６との間に、予め定められた間隙が形成されるよう、内周面３６の内径が設定されている。特に、キャップ３０の開口側である一端部３０ａにおいては、キャップ３０の内周面とワッシャ２８およびファスナ本体２５との間に、所定寸法ｔ以上の間隙を確保できるよう、キャップ３０が形成されている。
【００２５】
また、キャップ３０の内周面３６は、一端部３０ａ側が、その内径が一定とされたストレート部３６ａとされ、さらに、ストレート部３６ａから穴３２に向けて、その内径が漸次縮小するテーパ部３６ｂが形成されている。
そして、ストレート部３６ａとテーパ部３６ｂが隣接する部分の角部３６ｃ、テーパ部３６ｂと穴３２とが隣接する部分の角部３６ｄは、所定の曲率半径を有したＲ形状とされている。
このようにして、キャップ３０の内周面３６は、ストレート部３６ａから角部３６ｃ、テーパ部３６ｂ、角部３６ｄへと、スムーズに連続する面とされている。これにより、キャップ３０内にシーラント剤３４を充填する際に、シーラント剤３４に空気を巻き込んだり、内周面３６（特に角部３６ｃ、３６ｄ等）においてシーラント剤３４に空隙ができたりするのを防ぐようになっている。
【００２６】
キャップ３０をファスナ部材２４に装着した状態では、キャップ３０の内部に、絶縁性を有したシーラント剤３４が充填される。このシーラント剤３４が、キャップ３０の内周面とファスナ本体２５およびカラー２６との間に介在することで、キャップ３０とファスナ部材２４との間の絶縁性がさらに高まる。そして、キャップ３０の開口側である一端部３０ａにおいては、キャップ３０の内周面３６とワッシャ２８およびファスナ本体２５との間のシーラント剤３４が、所定寸法ｔ以上の厚さを有しているので、キャップ３０の内周面３６とワッシャ２８およびファスナ本体２５との界面における絶縁性能が確保される。
【００２７】
翼パネル２１および部材２２を締結するファスナ部材２４に、キャップ３０を装着するときには、キャップ３０の内部に、未硬化のシーラント剤３４を充填しておく。そして、翼２０の内部空間において、内方に向けて突出した各ファスナ部材２４のファスナ本体２５に、キャップ３０を押し付ける。
このとき、キャップ３０内に充填されたシーラント剤３４が、キャップ３０の一端部３０ａの開口部から溢れ出てくる。キャップ３０内の全域にシーラント剤３４が均等に行き渡るよう、シーラント剤３４がキャップ３０の全周から溢れ出るのが好ましい。このため、キャップ３０の一端部３０ａの表面３７は平滑面であるのが好ましく、また、一端部３０ａの内周縁部３８は、バリやカエリ等が生じないように形成するのが好ましい。
ファスナ本体２５に、キャップ３０を押し付けていくと、キャップ３０の内部には穴３２が形成されているので、ファスナ部材２４をキャップ３０の中心に確実かつ容易に位置決めできる。これにより、キャップ３０とファスナ部材２４とがずれて、キャップ３０とファスナ部材２４との間の間隙が場所によって狭くなることもなく、ファスナ部材２４がキャップ３０に直接接触してしまうことも防止できる。
【００２８】
キャップ３０のファスナ部材２４への位置決めを容易に行うため、穴３２の周縁部を、その内径が穴３２の奥側に向けて漸次縮小するテーパ面とすることも有効である。
【００２９】
キャップ３０の穴３２をファスナ本体２５に押し付けた後は、キャップ３０を回転させてファスナ本体２５にねじ込んでいく。
このとき、穴３２内にシーラント剤３４が充填されていると、穴３２にファスナ本体２５の先端部２５ｃが挿入される。さらにキャップ３０のねじ込みにともなってファスナ本体２５が穴３２内に侵入してくると、穴３２内のシーラント剤３４の行き場がなく、シーラント剤３４の圧力が高まってファスナ本体２５の先端部を穴３２の所定の深さまで挿入できないこともある。
そこで、キャップ３０の穴３２の内周面には、少なくとも一箇所、穴３２の中心軸方向に沿って延びる溝３３を形成するのが好ましい。図２、図３の例では、２本の溝３３が穴３２に形成されている。もちろん、溝３３を３本以上形成することも可能である。
このように、穴３２に溝３３を形成しておくことで、穴３２にファスナ本体２５の先端部が挿入されてくると、これに伴い、穴３２内の余剰のシーラント剤は、溝３３を通して穴３２から押し出されるようになっている。これにより、穴３２内のシーラント剤３４に空隙が残存するのを防ぐとともに、穴３２へのファスナ本体２５の挿入、つまりファスナ部材２４へのキャップ３０の取り付けを容易に行うことができる。
【００３０】
そして、キャップ３０の一端部３０ａの端面が部材２２に押し当てられるまでキャップ３０をねじ込んだら、キャップ３０のねじ込みを完了する。するとこの状態で、ファスナ本体２５に形成されたネジ溝２５ａとキャップ３０の穴３２のネジ溝３２ａとが噛み合うことで、キャップ３０がファスナ部材２４に確実に固定保持される。
また、充填したシーラント剤３４が硬化すれば、このシーラント剤３４も、キャップ３０のファスナ部材２４への固定効果を発揮する。
このようにしてキャップ３０が装着されたファスナ部材２４が耐雷ファスナである。
【００３１】
ここで、キャップ３０の外周面に何かがぶつかった場合の衝撃等によって、キャップ３０が脱落してしまう可能性がある。このような場合においても、キャップ３０とともに、硬化したシーラント剤３４が脱落することなく、シーラント剤３４がファスナ本体２５の頭部を覆った状態を維持するようにするのが好ましい。
この目的のため、キャップ３０とシーラント剤３４との接着力が、シーラント剤３４とファスナ部材２４との接着力より弱くなるよう、シーラント剤３４の材料を選定するのが好ましい。このようにキャップ３０とシーラント剤３４との接着力が、シーラント剤３４とファスナ部材２４との接着力より弱ければ、キャップ３０に衝撃等が加わった場合にも、キャップ３０がシーラント剤３４から剥離してキャップ３０のみが脱落し、ファスナ部材２４はシーラント剤３４によって覆われた状態を維持するので、耐雷性能を維持できる。
【００３２】
また、ファスナ部材２４からのシーラント剤３４の剥離を防ぐため、例えば、カラー２６の外周面に、外周側に向けて張り出す段部２６ｃや、つば部２６ｄ等を形成するようにしてもよい。
【００３３】
ところで、キャップ３０は、作業者が工具を用いてねじ込んでもよいし、手でねじ込んでもよい。
例えば、キャップ３０を作業者が工具でねじ込む場合、図２、図３に示すように、キャップ３０の他端部３０ｂの頭部３０ｃを、工具形状に対応した六角形状、六角穴形状等とすることができる。
また、キャップ３０を作業者が手でねじ込む場合、図４に示すように、キャップ３０の外周面３０ｄに、スリット加工、あるいはローレット加工、ダイヤカット加工等を施し、滑り止めとすることができる。もちろん、図４の例では、キャップ３０の外周面３０ｄ全体にスリット加工が施されているが、その一部のみに施すようにしても良い。さらに、図５に示すように、キャップ３０の他端部３０ｂに、周方向に間隔を隔てて複数個所（２箇所以上）の突起３５を形成しても良い。突起３５の数や形状等は何ら問うものではない。
【００３４】
加えて、図６に示すように、キャップ３０の頭部３０ｅに対し、所定の外径を有したロッド部３０ｆを介し、適宜形状の摘まみ部３０ｇを形成することもできる。このような構成においては、作業者は、摘まみ部３０ｇを回すことでキャップ３０をファスナ部材２４に取り付ける。このとき、ロッド部３０ｆの一部３０ｈを細くする等して、キャップ３０の予め規定された締付けトルクに到達したときにロッド部３０ｆの一部３０ｈがねじ切れるような強度に設定しておくことで、作業者は、キャップ３０を規定トルクで確実に締め付けて取り付けることができる。
【００３５】
上述したようにして、キャップ３０に穴３２を形成し、この穴３２にネジ溝３２ａを形成しておくことで、ファスナ部材２４にキャップ３０を確実かつ容易に位置決めして取り付けることができ、取付後においてもキャップ３０の脱落を確実に防止できる。
また、キャップ３０をファスナ部材２４にねじ込んでしまえば、シーラント剤３４の硬化を待つ必要はなく、キャップ３０の取り付けを迅速に行うことができる。
これにより、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質で取り付けることができる。
また、キャップ３０は、樹脂で形成することで、量産が容易となり、製造コストを抑えるとともに、量産により肉厚を管理しやすく、キャップ３０の軽量化を図ることもできる。
【００３６】
ところで、上記したようなキャップ３０は、切削加工により形成することもできるが、量産性を考慮すると射出成形で形成するのが好ましい。射出成形の場合、穴３２のネジ溝３２ａを形成するのが困難（形成した後に、キャップ３０を回転させて外す必要がある）であるため、ネジ溝３２ａは、穴３２にヘリサートをねじ込むことで取り付けても良い。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、穴３２に溝３３を形成することで、穴３２の内部に充填したシーラント剤３４の余剰分を押し出すようにしたが、これに限るものではなく、例えば、図７に示すように、キャップ３０の頭部３０ｃに貫通孔４０を形成し、この貫通孔４０から余剰分のシーラント剤３４をキャップ３０の外部に押し出すようにすることもできる。
【００３８】
また、上記実施形態においては、ファスナ部材２４のファスナ本体２５の先端部に形成されたネジ溝２５ａにキャップ３０をねじ込むようにしたが、ファスナ部材２４において翼２０の内方に突出した部分にキャップ３０がねじ込まれるのであれば、他の異なる構成とすることが可能である。
例えば、図８に示すように、翼２０の内部側でファスナ本体２５に装着されるカラー２６の外周面にネジ溝２６ｂを形成し、このネジ溝２６ｂに、キャップ３０の内周面に形成されたネジ溝３２ｂをねじ込むようにしても良い。
さらには、ファスナ部材２４のファスナ本体２５の先端部に形成されたネジ溝２５ａにキャップ３０をねじ込む構成に限らず、キャップ３０をファスナ本体２５の先端部に嵌め合う構成とすることも可能である。その場合、例えば、ファスナ本体２５の先端部の外周面に、周方向に連続する溝または凸条を形成し、キャップ３０の穴３２に、ファスナ本体２５の溝に係合する凸状や突起、またはファスナ本体２５の凸状に係合する溝を形成し、キャップ３０をファスナ本体２５に嵌め合わせる構成とすることも可能である。
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。
【符号の説明】
【００３９】
２０…翼、２１…翼パネル（第一の部材）、２１ａ…孔、２２…部材（第二の部材）、２４…ファスナ部材、２５…ファスナ本体、２５ａ…ネジ溝（係合部）、２５ｂ…拡径部、２５ｃ…先端部、２６…カラー、２６ａ…ネジ溝、３０…キャップ、３０ａ…一端部、３０ｂ…他端部、３０ｃ…頭部、３０ｄ…外周面、３０ｅ…頭部、３０ｆ…ロッド部、３０ｇ…摘まみ部、３１…底面、３２…穴（被係合部）、３２ａ…ネジ溝、３３…溝、３４…シーラント剤、３５…突起、４０…貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の機体、特に翼に用いられる耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の機体を構成する翼は中空構造となっており、翼表面を形成する翼面パネルは、翼内部にある構造材にファスナ部材（留め具）によって固定されている。
ファスナ部材は、ピン状のファスナ本体を、翼および翼に取り付けられる部材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、翼と部材とを締結する。
【０００３】
ところで、航空機においては、落雷対策を万全に期す必要がある。翼面パネルとファスナ部材が異なる材料で形成されている場合、落雷時に、翼面パネルとファスナ部材との間の電位差により、翼面パネルとファスナ部材の界面に沿った方向にアーク放電（スパーク）が発生する。翼の内部空間には燃料タンクが収められているため、この被雷時におけるアーク放電の発生を確実に抑える必要がある。
【０００４】
そこで、従来、図９に示すように、翼１の内部側において、翼面パネルに相当する第一の部材２および翼の内部に取り付けられる第二の部材３を貫通するファスナ部材４のファスナ本体４ａおよび固定金具４ｂから離間した状態にキャップ６が取り付けられ、ファスナ本体４ａおよび固定金具４ｂとの間に空気で満たされた空隙７を形成する構造が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−７３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、キャップ６をファスナ部材４に対して位置決めできる構造とはなっておらず、キャップ６の取付位置は作業者に依存する。このため、キャップ６の中心とファスナ部材４の中心とが大きくずれる可能性もある。空隙７においてファスナ部材４とキャップ６との間隙が小さい場所が生じると、キャップ６の機能（絶縁性）が低下する。最悪の場合、キャップ６がファスナ部材４に接触してしまった状態で取り付けられれば、キャップ６の機能そのものが大きく損なわれることもある。
また、キャップ６は、図９（ａ）に示すように、接着剤９で第二の部材３に取り付けられたり、図９（ｂ）に示すようにゴム（絶縁材料）１０で外周をカバーしているため、取付現場において、接着作業、ゴム１０の塗布作業が必要であり、作業の手間がかかる。航空機の翼１の内部は、言うまでもなく空間が狭く、奥まった位置において上記したような作業を行うのは作業性が非常に悪い。しかも、このようなファスナ部材４は、翼１の全体に数千〜数万箇所設けられるため、作業性の悪化はコスト上昇に直結する。
さらに、上記したような作業は、いわゆる手作業であり、作業者によって、施工品質にばらつきが出やすく、これは信頼性にも影響する。
【０００７】
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、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性および品質安定性を向上し、ひいては翼の製造コストを低減することのできる耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもとになされた本発明の耐雷ファスナは、航空機の機体を構成する第一の部材に対し、機体の内部側で第二の部材を締結するための、導電性材料からなるファスナ部材と、機体の内部側に突出したファスナ部材を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなるキャップと、を備える。そして、ファスナ部材は、機体の内部側に突出した部分に係合部が形成され、キャップは、その内周面の中心部に、ファスナ部材の係合部に係合する被係合部が形成され、被係合部にファスナ部材の係合部が係合した状態で、被係合部以外の部分においてファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられていることを特徴とする。このように、キャップに形成された被係合部にファスナ部材を係合させることで、キャップをファスナ部材に対して容易かつ確実に中心に位置決めして取り付けることができる。ここで、係合部および被係合部には、雄ねじと雌ねじ、凸状のボスとこれに対応する凹部等を適宜用いることができる。
また、キャップとファスナ部材との間隙に絶縁性のシーラント剤を充填するのも有効である。
なお、このような耐雷ファスナは、翼に限らず、航空機の機体においても適用可能である。
【０００９】
係合部または被係合部には、第二の部材から離間する方向に沿った溝を形成するのが好ましい。これにより、ファスナ部材をキャップの被係合部に挿入したときに、被係合部に充填されたシーラント剤の余剰分を被係合部から溝を通して押し出すことができる。
【００１０】
キャップの頭部は、キャップをファスナ部材にねじ込むための工具を掛けることのできる形状としても良いし、キャップを作業者が手で回すのであれば、キャップの外周面に、滑り止め加工を施すのが好ましい。
また、キャップに、キャップを作業者が手で回すための摘まみ部を突出形成しても良い。このとき、摘まみ部は、キャップに対して連結部を介して連結され、連結部は、摘まみ部をつまんでキャップをファスナ部材の先端部にねじ込んでいき、その締付けトルクが予め定めたレベルに到達したときにねじ切れるようにすれば、キャップの締付けトルクを容易に管理できる。
【００１１】
キャップの内周面は、被係合部が形成されている側とは反対側の開口端側から、被係合部が形成されている側に向けて、その内径が漸次縮小するよう形成するのが好ましい。これにより、キャップの内部にシーラント剤を充填するときには、シーラント剤に空隙ができるのを抑えることができる。また、キャップに衝撃等が加わった際に、キャップのみが脱落し、シーラント剤がそのままファスナ部材の先端部に残るようにすることができる。
また、キャップの開口端側において、キャップの径方向におけるシーラント剤の厚さが、予め定められた以上の寸法とするのが好ましい。これにより、キャップが脱落した際にも、シーラント剤のみによって耐雷性能を確保することができる。
【００１２】
ファスナ部材の外周面に、外周側に向けて突出する段部またはつば部を形成することで、キャップが脱落した際にも、ファスナ部材の外表面からシーラント剤が脱落するのを防止できる。
【００１３】
キャップとシーラント剤との接着強度を、シーラント剤とファスナ部材との接着強度よりも小さく設定することもできる。これによっても、キャップに衝撃等が加わった際に、キャップのみが脱落し、シーラント剤がそのままファスナ部材の先端部に残るようにすることができる。
【００１４】
本発明は、第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の先端に装着されるキャップであって、絶縁性材料からなる傘状で、その頂部の内周面に、第一の部材と第二の部材を貫通して第二の部材側で突出するファスナ部材に形成された係合部に係合する被係合部が形成され、被係合部にファスナ部材の係合部が係合した状態で、被係合部以外の部分においてファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられることを特徴とすることもできる。このようなキャップは、複合材料からなる航空機の翼をはじめとする機体のみならず、他の用途における部材どうしの接合に用いるファスナ部材に対しても適用することができる。
【００１５】
また、本発明は、航空機の機体を構成する第一の部材と、機体の内部側で第一の部材に取り付けられる第二の部材とを重ねた状態で、機体の外周側からファスナ本体を貫通させる工程と、ファスナ本体に、機体の内部側から固定金具を装着する工程と、機体の外周側から貫通させることで機体の内方において固定金具よりも突出したファスナ本体に、キャップの被係合部を係合させる工程と、を備えることを特徴とする耐雷ファスナの取り付け方法とすることもできる。
また、ファスナ本体に、機体の内部側から固定金具を装着した後、ファスナ本体の先端部に、キャップの被係合部を係合するに先立ち、絶縁材料からなる傘状で、その頂部の内周面に被係合部が形成されたキャップの内周側にシーラント剤を充填する工程をさらに備えることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質で、第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の先端にキャップを取り付けることができる。
また、キャップとファスナ部材との間隙に絶縁性のシーラント剤を充填することで、燃料に対するファスナ部材のシール性能を確保することが可能である。さらに、シーラント剤は、極めて強靱なアーク防止効果を有するため、キャップが破損した状態でもアーク防止効果を保持し、キャップ及びシーラント剤で２重のアーク防止機能を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態における耐雷ファスナを示す断面図である。
【図２】キャップの斜視図である。
【図３】キャップの断面図である。
【図４】キャップの外周面にスリット加工を施した例を示す図である。
【図５】キャップの頭部に突起を設けた例を示す図である。
【図６】キャップの頭部に摘まみ部を設けた例を示す図である。
【図７】キャップの他の例を示す断面図である。
【図８】本実施の形態における耐雷ファスナの他の例を示す断面図である。
【図９】従来の耐雷ファスナの例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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耐雷ファスナ、キャップ、耐雷ファスナの取り付け方法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に示すように、翼２０は、その外殻が、例えば炭素繊維と樹脂との複合材料であるＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）や、アルミ合金等の金属材料からなる翼パネル（第一の部材）２１になって形成されている。翼２０の内部に設けられる、補強のための構造材や燃料タンク、各種の機器が、アルミ合金等の金属材料により形成されたステー等の部材（第二の部材）２２を介して翼パネル２１に固定されている。そして、ステー等の部材２２は、ファスナ部材２４によって翼パネル２１に取り付けられている。
【００１９】
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２６と、ワッシャ２８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により形成される。ピン状をなしたファスナ本体２５は、先端部にネジ溝（係合部）２５ａが形成され、後端部は先端部側より拡径したテーパ状の拡径部２５ｂとされている。このファスナ本体２５は、翼パネル２１および部材２２を貫通して形成された孔２１ａ、２２ａに翼２０の外側から挿入され、後端部の拡径部２５ｂを孔２１ａのテーパ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。
カラー２６は、筒状で、その内周面にはファスナ本体２５のネジ溝２５ａに噛み合うネジ溝２６ａ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のネジ溝２５ａにねじ込まれる。これによって、翼パネル２１と部材２２とは、ファスナ本体２５の拡径部２５ｂとカラー２６とによって挟み込まれ、部材２２が翼パネル２１に固定されている。
なお、この状態で、ファスナ本体２５の先端部２５ｃは、カラー２６よりも翼２０の内周側に突出し、さらに、ネジ溝２５ａの一定長をカラー２６から翼２０の内周側に露出させている。
【００２０】
上記ファスナ本体２５の後端部は、そのままでは翼２０の表面に露出することになるため、翼２０が複合材からなる場合、翼２０の表面全体がＣｕ（銅）を含んだ塗料からなる塗膜２７によってファスナ本体２５の後端部が覆われ、これによって落雷時に電流がファスナ部材２４に集中するのを防いでいる。
また、ファスナ本体２５への雷の直撃を防ぐために、ファスナ本体２５は、その表面を樹脂等の絶縁材料でコーティングするのが好ましい。
【００２１】
ワッシャ２８は、所定の厚さを有した環状で、例えばポリイミド等の絶縁材料により形成されている。ワッシャ２８を絶縁材料で形成することで、部材２２とワッシャ２８との界面においてアーク放電が生じるのを防止する。
【００２２】
さて、翼２０の内部空間側において、ファスナ部材２４には、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３４が充填されている。
図２、図３に示すように、キャップ３０は、断面円形で、一端部３０ａ側のみが開口し、他端部３０ｂ側に向けてその内径および外径が漸次縮小する形状とされている。このキャップは、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。
【００２３】
キャップ３０の他端部３０ｂ側の内周面（以下、これを底面３１と称する）には、断面円形の有底状の穴（被係合部）３２が形成されており、この穴３２の内周面には、ファスナ本体２５のネジ溝２５ａに噛み合うネジ溝３２ａが形成されている。このキャップ３０は、一端部３０ａの端面を部材２２に押し当てた状態で、穴３２にファスナ本体２５の先端部２５ｃが挿入されるようになっている。このとき、ファスナ本体２５のネジ溝２５ａにキャップ３０のネジ溝３２ａが噛み合うことで、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。
【００２４】
このようなキャップ３０は、キャップ３０をファスナ部材２４に装着したときに、ワッシャ２８、ファスナ本体２５およびカラー２６との間に、予め定められた間隙が形成されるよう、内周面３６の内径が設定されている。特に、キャップ３０の開口側である一端部３０ａにおいては、キャップ３０の内周面とワッシャ２８およびファスナ本体２５との間に、所定寸法ｔ以上の間隙を確保できるよう、キャップ３０が形成されている。
【００２５】
また、キャップ３０の内周面３６は、一端部３０ａ側が、その内径が一定とされたストレート部３６ａとされ、さらに、ストレート部３６ａから穴３２に向けて、その内径が漸次縮小するテーパ部３６ｂが形成されている。
そして、ストレート部３６ａとテーパ部３６ｂが隣接する部分の角部３６ｃ、テーパ部３６ｂと穴３２とが隣接する部分の角部３６ｄは、所定の曲率半径を有したＲ形状とされている。
このようにして、キャップ３０の内周面３６は、ストレート部３６ａから角部３６ｃ、テーパ部３６ｂ、角部３６ｄへと、スムーズに連続する面とされている。これにより、キャップ３０内にシーラント剤３４を充填する際に、シーラント剤３４に空気を巻き込んだり、内周面３６（特に角部３６ｃ、３６ｄ等）においてシーラント剤３４に空隙ができたりするのを防ぐようになっている。
【００２６】
キャップ３０をファスナ部材２４に装着した状態では、キャップ３０の内部に、絶縁性を有したシーラント剤３４が充填される。このシーラント剤３４が、キャップ３０の内周面とファスナ本体２５およびカラー２６との間に介在することで、キャップ３０とファスナ部材２４との間の絶縁性がさらに高まる。そして、キャップ３０の開口側である一端部３０ａにおいては、キャップ３０の内周面３６とワッシャ２８およびファスナ本体２５との間のシーラント剤３４が、所定寸法ｔ以上の厚さを有しているので、キャップ３０の内周面３６とワッシャ２８およびファスナ本体２５との界面における絶縁性能が確保される。
【００２７】
翼パネル２１および部材２２を締結するファスナ部材２４に、キャップ３０を装着するときには、キャップ３０の内部に、未硬化のシーラント剤３４を充填しておく。そして、翼２０の内部空間において、内方に向けて突出した各ファスナ部材２４のファスナ本体２５に、キャップ３０を押し付ける。
このとき、キャップ３０内に充填されたシーラント剤３４が、キャップ３０の一端部３０ａの開口部から溢れ出てくる。キャップ３０内の全域にシーラント剤３４が均等に行き渡るよう、シーラント剤３４がキャップ３０の全周から溢れ出るのが好ましい。このため、キャップ３０の一端部３０ａの表面３７は平滑面であるのが好ましく、また、一端部３０ａの内周縁部３８は、バリやカエリ等が生じないように形成するのが好ましい。
ファスナ本体２５に、キャップ３０を押し付けていくと、キャップ３０の内部には穴３２が形成されているので、ファスナ部材２４をキャップ３０の中心に確実かつ容易に位置決めできる。これにより、キャップ３０とファスナ部材２４とがずれて、キャップ３０とファスナ部材２４との間の間隙が場所によって狭くなることもなく、ファスナ部材２４がキャップ３０に直接接触してしまうことも防止できる。
【００２８】
キャップ３０のファスナ部材２４への位置決めを容易に行うため、穴３２の周縁部を、その内径が穴３２の奥側に向けて漸次縮小するテーパ面とすることも有効である。
【００２９】
キャップ３０の穴３２をファスナ本体２５に押し付けた後は、キャップ３０を回転させてファスナ本体２５にねじ込んでいく。
このとき、穴３２内にシーラント剤３４が充填されていると、穴３２にファスナ本体２５の先端部２５ｃが挿入される。さらにキャップ３０のねじ込みにともなってファスナ本体２５が穴３２内に侵入してくると、穴３２内のシーラント剤３４の行き場がなく、シーラント剤３４の圧力が高まってファスナ本体２５の先端部を穴３２の所定の深さまで挿入できないこともある。
そこで、キャップ３０の穴３２の内周面には、少なくとも一箇所、穴３２の中心軸方向に沿って延びる溝３３を形成するのが好ましい。図２、図３の例では、２本の溝３３が穴３２に形成されている。もちろん、溝３３を３本以上形成することも可能である。
このように、穴３２に溝３３を形成しておくことで、穴３２にファスナ本体２５の先端部が挿入されてくると、これに伴い、穴３２内の余剰のシーラント剤は、溝３３を通して穴３２から押し出されるようになっている。これにより、穴３２内のシーラント剤３４に空隙が残存するのを防ぐとともに、穴３２へのファスナ本体２５の挿入、つまりファスナ部材２４へのキャップ３０の取り付けを容易に行うことができる。
【００３０】
そして、キャップ３０の一端部３０ａの端面が部材２２に押し当てられるまでキャップ３０をねじ込んだら、キャップ３０のねじ込みを完了する。するとこの状態で、ファスナ本体２５に形成されたネジ溝２５ａとキャップ３０の穴３２のネジ溝３２ａとが噛み合うことで、キャップ３０がファスナ部材２４に確実に固定保持される。
また、充填したシーラント剤３４が硬化すれば、このシーラント剤３４も、キャップ３０のファスナ部材２４への固定効果を発揮する。
このようにしてキャップ３０が装着されたファスナ部材２４が耐雷ファスナである。
【００３１】
ここで、キャップ３０の外周面に何かがぶつかった場合の衝撃等によって、キャップ３０が脱落してしまう可能性がある。このような場合においても、キャップ３０とともに、硬化したシーラント剤３４が脱落することなく、シーラント剤３４がファスナ本体２５の頭部を覆った状態を維持するようにするのが好ましい。
この目的のため、キャップ３０とシーラント剤３４との接着力が、シーラント剤３４とファスナ部材２４との接着力より弱くなるよう、シーラント剤３４の材料を選定するのが好ましい。このようにキャップ３０とシーラント剤３４との接着力が、シーラント剤３４とファスナ部材２４との接着力より弱ければ、キャップ３０に衝撃等が加わった場合にも、キャップ３０がシーラント剤３４から剥離してキャップ３０のみが脱落し、ファスナ部材２４はシーラント剤３４によって覆われた状態を維持するので、耐雷性能を維持できる。
【００３２】
また、ファスナ部材２４からのシーラント剤３４の剥離を防ぐため、例えば、カラー２６の外周面に、外周側に向けて張り出す段部２６ｃや、つば部２６ｄ等を形成するようにしてもよい。
【００３３】
ところで、キャップ３０は、作業者が工具を用いてねじ込んでもよいし、手でねじ込んでもよい。
例えば、キャップ３０を作業者が工具でねじ込む場合、図２、図３に示すように、キャップ３０の他端部３０ｂの頭部３０ｃを、工具形状に対応した六角形状、六角穴形状等とすることができる。
また、キャップ３０を作業者が手でねじ込む場合、図４に示すように、キャップ３０の外周面３０ｄに、スリット加工、あるいはローレット加工、ダイヤカット加工等を施し、滑り止めとすることができる。もちろん、図４の例では、キャップ３０の外周面３０ｄ全体にスリット加工が施されているが、その一部のみに施すようにしても良い。さらに、図５に示すように、キャップ３０の他端部３０ｂに、周方向に間隔を隔てて複数個所（２箇所以上）の突起３５を形成しても良い。突起３５の数や形状等は何ら問うものではない。
【００３４】
加えて、図６に示すように、キャップ３０の頭部３０ｅに対し、所定の外径を有したロッド部３０ｆを介し、適宜形状の摘まみ部３０ｇを形成することもできる。このような構成においては、作業者は、摘まみ部３０ｇを回すことでキャップ３０をファスナ部材２４に取り付ける。このとき、ロッド部３０ｆの一部３０ｈを細くする等して、キャップ３０の予め規定された締付けトルクに到達したときにロッド部３０ｆの一部３０ｈがねじ切れるような強度に設定しておくことで、作業者は、キャップ３０を規定トルクで確実に締め付けて取り付けることができる。
【００３５】
上述したようにして、キャップ３０に穴３２を形成し、この穴３２にネジ溝３２ａを形成しておくことで、ファスナ部材２４にキャップ３０を確実かつ容易に位置決めして取り付けることができ、取付後においてもキャップ３０の脱落を確実に防止できる。
また、キャップ３０をファスナ部材２４にねじ込んでしまえば、シーラント剤３４の硬化を待つ必要はなく、キャップ３０の取り付けを迅速に行うことができる。
これにより、絶縁性を確実に確保したうえで、作業性を向上させて製造コストを抑えるとともに、作業者によらず安定した品質で取り付けることができる。
また、キャップ３０は、樹脂で形成することで、量産が容易となり、製造コストを抑えるとともに、量産により肉厚を管理しやすく、キャップ３０の軽量化を図ることもできる。
【００３６】
ところで、上記したようなキャップ３０は、切削加工により形成することもできるが、量産性を考慮すると射出成形で形成するのが好ましい。射出成形の場合、穴３２のネジ溝３２ａを形成するのが困難（形成した後に、キャップ３０を回転させて外す必要がある）であるため、ネジ溝３２ａは、穴３２にヘリサートをねじ込むことで取り付けても良い。
【００３７】
なお、上記実施形態においては、穴３２に溝３３を形成することで、穴３２の内部に充填したシーラント剤３４の余剰分を押し出すようにしたが、これに限るものではなく、例えば、図７に示すように、キャップ３０の頭部３０ｃに貫通孔４０を形成し、この貫通孔４０から余剰分のシーラント剤３４をキャップ３０の外部に押し出すようにすることもできる。
【００３８】
また、上記実施形態においては、ファスナ部材２４のファスナ本体２５の先端部に形成されたネジ溝２５ａにキャップ３０をねじ込むようにしたが、ファスナ部材２４において翼２０の内方に突出した部分にキャップ３０がねじ込まれるのであれば、他の異なる構成とすることが可能である。
例えば、図８に示すように、翼２０の内部側でファスナ本体２５に装着されるカラー２６の外周面にネジ溝２６ｂを形成し、このネジ溝２６ｂに、キャップ３０の内周面に形成されたネジ溝３２ｂをねじ込むようにしても良い。
さらには、ファスナ部材２４のファスナ本体２５の先端部に形成されたネジ溝２５ａにキャップ３０をねじ込む構成に限らず、キャップ３０をファスナ本体２５の先端部に嵌め合う構成とすることも可能である。その場合、例えば、ファスナ本体２５の先端部の外周面に、周方向に連続する溝または凸条を形成し、キャップ３０の穴３２に、ファスナ本体２５の溝に係合する凸状や突起、またはファスナ本体２５の凸状に係合する溝を形成し、キャップ３０をファスナ本体２５に嵌め合わせる構成とすることも可能である。
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。
【符号の説明】
【００３９】
２０…翼、２１…翼パネル（第一の部材）、２１ａ…孔、２２…部材（第二の部材）、２４…ファスナ部材、２５…ファスナ本体、２５ａ…ネジ溝（係合部）、２５ｂ…拡径部、２５ｃ…先端部、２６…カラー、２６ａ…ネジ溝、３０…キャップ、３０ａ…一端部、３０ｂ…他端部、３０ｃ…頭部、３０ｄ…外周面、３０ｅ…頭部、３０ｆ…ロッド部、３０ｇ…摘まみ部、３１…底面、３２…穴（被係合部）、３２ａ…ネジ溝、３３…溝、３４…シーラント剤、３５…突起、４０…貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の機体を構成する第一の部材に対し、前記機体の内部側で第二の部材を締結するための、導電性材料からなるファスナ部材と、
前記機体の内部側に突出した前記ファスナ部材を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなるキャップと、を備え、
前記ファスナ部材は、前記機体の内部側に突出した部分に係合部が形成され、
前記キャップは、その内周面の中心部に、前記ファスナ部材の前記係合部に係合する被係合部が形成され、前記被係合部に前記ファスナ部材の前記係合部が係合した状態で、前記被係合部以外の部分において前記ファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられていることを特徴とする耐雷ファスナ。
【請求項２】
前記間隙に絶縁性のシーラント剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の耐雷ファスナ。
【請求項３】
前記係合部または前記被係合部に、前記第二の部材から離間する方向に沿った溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐雷ファスナ。
【請求項４】
前記キャップの頭部が、前記キャップを前記ファスナ部材にねじ込むための工具を掛けることのできる形状とされてい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耐雷ファスナ。
【請求項５】
前記キャップの外周面に、滑り止め加工が施されてい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耐雷ファスナ。
【請求項６】
前記キャップに、前記キャップを作業者が手で回すための摘まみ部が突出形成されてい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耐雷ファスナ。
【請求項７】
前記摘まみ部は、前記キャップに対して連結部を介して連結され、前記連結部は、前記摘まみ部をつまんで前記キャップを前記ファスナ部材の先端部にねじ込んでいき、その締付けトルクが予め定めたレベルに到達したときにねじ切れることを特徴とする請求項６に記載の耐雷ファスナ。
【請求項８】
前記キャップの前記内周面は、前記被係合部が形成されている側とは反対側の開口端側から、前記被係合部が形成されている側に向けて、その内径が漸次縮小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耐雷ファスナ。
【請求項９】
前記キャップの前記開口端側において、前記キャップの径方向における前記シーラント剤の厚さが、予め定められた以上の寸法とされていることを特徴とする請求項８に記載の耐雷ファスナ。
【請求項１０】
前記ファスナ部材の外周面に、外周側に向けて突出する段部またはつば部が形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の耐雷ファスナ。
【請求項１１】
前記キャップと前記シーラント剤との接着強度が、前記シーラント剤と前記ファスナ部材との接着強度よりも小さい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耐雷ファスナ。
【請求項１２】
第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の先端に装着されるキャップであって、
絶縁性材料からなる傘状で、その頂部の内周面に、前記第一の部材と前記第二の部材を貫通して前記第二の部材側で突出する前記ファスナ部材に形成された係合部に係合する被係合部が形成され、前記被係合部に前記ファスナ部材の前記係合部が係合した状態で、前記被係合部以外の部分において前記ファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられることを特徴とするキャップ。
【請求項１３】
航空機の機体を構成する第一の部材と、前記機体の内部側で前記第一の部材に取り付けられる第二の部材とを重ねた状態で、前記機体の外周側からファスナ本体を貫通させる工程と、
前記ファスナ本体に、前記機体の内部側から固定金具を装着する工程と、
前記機体の外周側から貫通させることで前記機体の内方において前記固定金具よりも突出した前記ファスナ本体に、キャップの被係合部を係合させる工程と、
を備えることを特徴とする耐雷ファスナの取り付け方法。
【請求項１４】
前記ファスナ本体に、前記機体の内部側から前記固定金具を装着した後、前記ファスナ本体に、前記キャップの前記被係合部を係合させるに先立ち、絶縁材料からなる傘状で、その頂部の内周面に前記被係合部が形成された前記キャップの内周側にシーラント剤を充填する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の耐雷ファスナの取り付け方法。
【請求項１】
航空機の機体を構成する第一の部材に対し、前記機体の内部側で第二の部材を締結するための、導電性材料からなるファスナ部材と、
前記機体の内部側に突出した前記ファスナ部材を覆うように取り付けられる絶縁性材料からなるキャップと、を備え、
前記ファスナ部材は、前記機体の内部側に突出した部分に係合部が形成され、
前記キャップは、その内周面の中心部に、前記ファスナ部材の前記係合部に係合する被係合部が形成され、前記被係合部に前記ファスナ部材の前記係合部が係合した状態で、前記被係合部以外の部分において前記ファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられていることを特徴とする耐雷ファスナ。
【請求項２】
前記間隙に絶縁性のシーラント剤が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の耐雷ファスナ。
【請求項３】
前記係合部または前記被係合部に、前記第二の部材から離間する方向に沿った溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐雷ファスナ。
【請求項４】
前記キャップの頭部が、前記キャップを前記ファスナ部材にねじ込むための工具を掛けることのできる形状とされてい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耐雷ファスナ。
【請求項５】
前記キャップの外周面に、滑り止め加工が施されてい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耐雷ファスナ。
【請求項６】
前記キャップに、前記キャップを作業者が手で回すための摘まみ部が突出形成されてい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耐雷ファスナ。
【請求項７】
前記摘まみ部は、前記キャップに対して連結部を介して連結され、前記連結部は、前記摘まみ部をつまんで前記キャップを前記ファスナ部材の先端部にねじ込んでいき、その締付けトルクが予め定めたレベルに到達したときにねじ切れることを特徴とする請求項６に記載の耐雷ファスナ。
【請求項８】
前記キャップの前記内周面は、前記被係合部が形成されている側とは反対側の開口端側から、前記被係合部が形成されている側に向けて、その内径が漸次縮小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耐雷ファスナ。
【請求項９】
前記キャップの前記開口端側において、前記キャップの径方向における前記シーラント剤の厚さが、予め定められた以上の寸法とされていることを特徴とする請求項８に記載の耐雷ファスナ。
【請求項１０】
前記ファスナ部材の外周面に、外周側に向けて突出する段部またはつば部が形成されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の耐雷ファスナ。
【請求項１１】
前記キャップと前記シーラント剤との接着強度が、前記シーラント剤と前記ファスナ部材との接着強度よりも小さい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耐雷ファスナ。
【請求項１２】
第一の部材と第二の部材とを締結するファスナ部材の先端に装着されるキャップであって、
絶縁性材料からなる傘状で、その頂部の内周面に、前記第一の部材と前記第二の部材を貫通して前記第二の部材側で突出する前記ファスナ部材に形成された係合部に係合する被係合部が形成され、前記被係合部に前記ファスナ部材の前記係合部が係合した状態で、前記被係合部以外の部分において前記ファスナ部材との間に間隙を隔てた状態で取り付けられることを特徴とするキャップ。
【請求項１３】
航空機の機体を構成する第一の部材と、前記機体の内部側で前記第一の部材に取り付けられる第二の部材とを重ねた状態で、前記機体の外周側からファスナ本体を貫通させる工程と、
前記ファスナ本体に、前記機体の内部側から固定金具を装着する工程と、
前記機体の外周側から貫通させることで前記機体の内方において前記固定金具よりも突出した前記ファスナ本体に、キャップの被係合部を係合させる工程と、
を備えることを特徴とする耐雷ファスナの取り付け方法。
【請求項１４】
前記ファスナ本体に、前記機体の内部側から前記固定金具を装着した後、前記ファスナ本体に、前記キャップの前記被係合部を係合させるに先立ち、絶縁材料からなる傘状で、その頂部の内周面に前記被係合部が形成された前記キャップの内周側にシーラント剤を充填する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の耐雷ファスナの取り付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２５４２８７（Ｐ２０１０−２５４２８７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７９６０１（Ｐ２００９−２７９６０１）
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（５０８２０８００７）三菱航空機株式会社 (32)
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月９日（２００９．１２．９）
【出願人】（５０８２０８００７）三菱航空機株式会社 (32)
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