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公開番号2021119313
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210812
出願番号2021001885
出願日20210108
発明の名称一方の側からの雷害耐性の設置
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人園田・小林特許業務法人
主分類F16B 37/04 20060101AFI20210716BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】雷撃の電磁効果(EME)から航空機への内側の構造的な損傷の発生に対して耐性を提供する構造ファスナを提供する。
【解決手段】ファスナアセンブリが頭部を有し且つ胴部を有するボルトを含む。胴部はネジ山を画定し、ボルトはボルトの周りで周方向に延在するチャネルを画定し、頭部は複数の頭部チャネルであってそれぞれの第1の端部がチャネルと連通し、それぞれの第2の端部が頭部の上面に配置された頭部の外側と連通する、複数の頭部チャネルを画定する。ファスナアセンブリはボルトのネジ山と係合するように適合可能なネジ山を有するスリーブを更に含む。スリーブはアニーリングされた材料を含むスリーブの一部分及びスリーブを通って画定された複数のスロットを含む。ボルトがスリーブ内に配置された状態では、スリーブを通って画定された複数のスロットのそれぞれがチャネルと連通するように配置されている。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
頭部(14)を有し且つ胴部(16)を有するボルト(12)であって、
前記胴部(16)がネジ山(18)を画定し、
前記ボルト(12)が、前記ボルト(12)の周りで周方向に延在するチャネル(20)を画定し、
前記頭部(14)が複数の頭部チャネル(22)を画定し、前記複数の頭部チャネル(22)のそれぞれの第1の端部(24)が、前記チャネル(20)と連通し、前記複数の頭部チャネル(22)のそれぞれの第2の端部(26)が、前記頭部(14)の上面(30)に配置された前記頭部(14)の外側(28)と連通する、ボルト(12)、及び
前記ボルト(12)の前記ネジ山(18)と係合するように適合可能なネジ山(34)を有するスリーブ(32)であって、
アニーリングされた材料を含む、前記スリーブ(32)の部分(36)と、
前記スリーブ(32)を通って画定された複数のスロット(38)とを備え、
前記ボルト(12)が前記スリーブ(32)内に配置された状態で、前記スリーブ(32)を通って画定された前記複数のスロット(38)のそれぞれが、前記チャネル(20)と連通するように配置されている、スリーブ(32)を備える、ファスナアセンブリ(10)。
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
前記頭部(14)は、テーパ付けされた形状(40)を有する、請求項1に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項3】
前記複数の頭部チャネル(22)は、前記頭部(14)の外面(42)に沿って延在する、請求項1又は2に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項4】
前記複数の頭部チャネル(22)は、前記頭部(14)の周縁部分(44)まで延在する、請求項1から3のいずれか一項に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項5】
前記頭部(14)から延在する壊れ易いピンテール(68)を更に含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項6】
前記壊れ易いピンテール(68)と前記頭部(14)とのインターフェース(76)が、前記壊れ易いピンテール(68)の直径(「D2」)よりも小さい直径(「D1」)を有する、請求項5に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項7】
前記チャネル(20)は、前記ボルト(12)の前記頭部(14)と前記胴部(16)とのインターフェース(46)に配置されている、請求項1から6のいずれか一項に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項8】
前記ボルト(12)が前記スリーブ(32)内に配置された状態で、前記スリーブ(32)は、前記複数の頭部チャネル(22)と重なる関係性において前記頭部(14)の周りで周方向に延在する第1の部分(48)を備える、請求項1から7のいずれか一項に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項9】
前記スリーブ(32)の第2の部分(50)が、前記第1の部分(48)から延在し、前記胴部(16)の周りで周方向に延在する、請求項8に記載のファスナアセンブリ(10)。
【請求項10】
複数のスロット(38)のそれぞれが、前記スリーブ(32)の前記第2の部分(50)に沿って曲線方向(52)に延在し、
複数のスロット(38)のそれぞれの第1の端部分(56)が、前記チャネル(20)と連通し、
複数のスロット(38)のそれぞれの第2の端部分(58)が、閉じた壁形状(60)を有する、請求項9に記載のファスナアセンブリ(10)。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、一方の側からの構造ファスナ(one sided structural fastener)に関し、特に、雷撃の電磁効果(EME)から航空機への内側の構造的な損傷の発生に対して耐性を提供する一方の側からの構造ファスナに関する。
続きを表示(約 2,900 文字)【背景技術】
【0002】
航空機などの特定の構造を構築することにおいて、ファスナは、航空機の外板の外側から使用され、そのファスナは、外板を貫通して航空機の内装の中に延在し、典型的には、外板の内側で固定される。航空機の外板の外側の特定の箇所は、小さくて閉じ込められた内部空間に関連付けられた対応する外板の内側を有し、航空機のそのような内部空間にアクセスすることを困難にし、同様に固定されたファスナにアクセスすることを困難にしている。これは、特に、より小さい航空機を構築することにおいて、且つ特により小さい航空機の翼を構築することに関して一般的である。結果として、航空機の外板の外側からの一方の側からの設置は、そのようなファスナを設置することにおいて望ましい技法である。
【0003】
燃料タンクを含む小さい航空機の翼を構築する一実施例では、ファスナの設置が、電磁効果(EME)要件を完全に満たし得ることに関して、特に難しい。翼内の小さくて閉じ込められた空間は、密封剤又はファスナをカバーするためのキャップシステムを伴った密封剤を付けるために、製造者が外板の内側にあるファスナにアクセスし得ることを制限し、航空機の外板の内側から延在するように配置されたファスナ、及びファスナと外板との間に存在し得る任意の間隙を孤立させる。結果として、一方の側からの設置を提供し、更に、航空機の内装を、ファスナが貫通して延在する外板の内側へのアクセスなしに、航空機への雷撃からなどのEMEからの損傷から保護することができる、ファスナアセンブリを提供する必要がある。
【0004】
理論的には、航空機への雷撃のEMEは、航空機の内装が雷撃によって比較的影響を受けにくいような、いわゆる「ファラデー箱(Faraday cage)」の様態を採る理論的に連続的な航空機の導電性外板によって制限される。しかし、特定の問題として、航空機の外板は、実際には、例えば比較的多数の典型的には導電性ファスナによって、孔が開けられていて不連続である。
【0005】
ファスナが外板の中に導入する貫通した不連続のために、幾つかの雷撃は、ファスナとそれを取り囲む航空機の外板との間のインターフェースで高エネルギー電気アークを生成し得る。それは、高められた圧力と共に、ファスナと外板とのインターフェースの間で、過熱した気体及び過熱した可燃性粒子の生成をもたらす。効果的に遮断するか又は安全に周囲へ通気しないと、過熱した気体及び過熱した可燃性粒子は、ファスナと外板との間のインターフェースに沿って、航空機内の内部空間の中へ貫通し、EMEに特に敏感な航空機のエリア内で航空機内に望ましくない損傷をもたらす。雷撃からのEMEは、金属外板又は複合材外板に関して生じ得る。
【0006】
ファスナを設置する箇所において、小さくて閉じ込められた内部空間に関連付けられた外板の内側を有する航空機及び特により小さい航空機に対して、航空機の外板の外側からのファスナの一方の側からの設置を提供する必要がある。同時に、これらの小さくて閉じ込められた空間の複数の箇所において、航空機の内装を、航空機への雷撃によってもたらされるようなEME損傷から保護することが必要である。
【発明の概要】
【0007】
一実施例は、頭部を有し且つ胴部を有するボルトを含むファスナアセンブリを含む。胴部はネジ山を画定し、ボルトはボルトの周りで周方向に延在するチャネルを画定し、頭部は、複数の頭部チャネルであって、複数の頭部チャネルのそれぞれの第1の端部がチャネルと連通し、複数の頭部チャネルのそれぞれの第2の端部が頭部の上面に配置された頭部の外側と連通する、複数の頭部チャネルを画定する。ファスナアセンブリは、ボルトのネジ山と係合するように適合可能なネジ山を有するスリーブを更に含む。スリーブは、アニーリングされた材料を含むスリーブの一部分と、スリーブを通って画定された複数のスロットとを含む。ボルトがスリーブ内に配置された状態では、スリーブを通って画定された複数のスロットのそれぞれが、チャネルと連通するように配置されている。
【0008】
一実施例は、ファスナアセンブリを設置するための方法を含む。ファスナアセンブリは、頭部を有し且つ胴部を有するボルトをスリーブの中に配置することを含む。胴部はネジ山を画定し、ボルトはボルトの周りで周方向に延在するチャネルを画定し、頭部は複数の頭部チャネルを画定する。複数の頭部チャネルのそれぞれの第1の端部はチャネルと連通し、頭部チャネルのそれぞれの第2の端部は、頭部の上面に配置された頭部の外側と連通する。スリーブは、ボルトのネジ山と係合するように適合可能なネジ山を有する。スリーブの一部分はアニーリングされた材料を含み、複数のスロットがスリーブを通って画定されている。それによって、ボルトがスリーブ内に配置された状態では、複数のスロットのそれぞれが、チャネルと連通するように配置されている。
【0009】
上述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施例において独立に実現することが可能であり、また別の実施例において組み合わせることも可能である。これらの実施例について、以下の説明及び添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0010】
ネジ山付きボルトと変形可能スリーブ(collapsible sleeve)とを含む、設置された構成にあるファスナアセンブリの斜視図である。
図1のファスナアセンブリの分解図である。
ボルトアセンブリによって固定される積層構造によって画定された開口部の中に挿入されるファスナアセンブリを位置合わせする固定機構を用いて設置されているファスナアセンブリの部分断面(ボルトのネジ山は断面ではない)図である。
ファスナアセンブリが積層構造の開口部の中に挿入されている図3のビュー(view)である。
ファスナアセンブリのネジ山付きボルトが開口部から部分的に取り出され、変形可能スリーブの一部分が変形して、ネジ山付きボルトの頭部から積層構造の反対側でナット形態をもたらしている、図4のビューである。
固定機構がネジ山付きボルトを変形可能スリーブのネジ山に固定するようにトルクを加え、所定のトルクリミットに到達し、それによって、ネジ山付きボルトの壊れ易い部分がネジ山付きボルトの頭部から離脱している、図5のビューである。
図7A〜図7Cは、それぞれ、図1及び図2で見られるようにボルトアセンブリの変形可能スリーブ内に配置されたスロットの異なる端部形状の個別の斜視図を含む。
ファスナアセンブリを積層構造の中に設置するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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