JPH01273796A - 高導電結合を形成する方法 - Google Patents
高導電結合を形成する方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は金属部材と合成構造とを連結する製造技術に係
り、とりわけ合成材料と金属部材から製造される航空機
を電光から保護する技術に関する。 (従来の技術) 最近の航空機製造方法は構造部材とじて合成材料を多く
用いている。合成材料は例えば翼桁、リブ、縦桁、隔壁
、および航空機表面のよ・うな構造部材にアルミニウム
の代わりに用いられている。 更に合成材料の使用が考入られ、例えばd゛べで合成材
料からなる内部燃料タンクのようなものが考えられてい
る。 合成材料はアルミ5″ウムのよ・うな材料よりも多くの
利点を有している1、合成材料は特殊方向に対(7て応
力抵抗を有するよう形成されているが、アルミニウムお
よび他の金属構造材料は一般に不定形とな−ノでおり、
このためあらゆる方向に対して応力抵抗を有するように
なっている。この結果、合成材料は同等のアルミ−ラム
構造より基本的に軽量となっている。 よく知られているよ・うIJl、重量を減少させること
により航行が良くなろ)2.め軽量の構造は航空機にと
って非常に有利である。さら1ζ合成構造はアルミ、=
、ラムのような材料に比較して基本的に疲労寿命が長い
ことが知られ′Cいる。典型的なアルミニウム製航空機
は7、約30,000時間の疲労寿命をIT 1.、て
いるが、・・方航Q、機の0成構造は約100、ioO
時間を越える疲労寿命を有している。 上述の点からすると1、航空機全体を合成材料から製i
f5することが好J= t、いようにみえる。 1、かI7ながら、各種の理由から金属材料i;t J
、だ航空機に必要なものとな一2°こいる。例えば金属
取付装置、燃料ライン取(=J装置7.および合成材料
イ゛・貫通ずる各種取付装置が、金属材料と1.て利用
されている。さらにこれらの部材は航、行4研保[、、
、、−(いる。それゆえ、これら金属部材を航空機の合
成構造と伴に用いることが好ましい。 合成構造ル゛!1空機に金属部材を使用することjlよ
る特別の問題は、自然落雷による放電の消滅δ、・)い
てである。すべて金属製の航空機においC1放電はアー
クを生じさせるごとなく航空機中1,7直ちに分散され
る。これ゛は一般的に各種部材が略均−・な導電特性、
熱拡散係数を有15でいるからγ−ある。 このような放電は電気的アークが2つの部材間に生じた
場合にのみ危険となる。例えばアルミJ。 ラム製燃料タンクとアルミニウム制燃料温10ニー+=
ンサを有するずべて金属製の航空機におい”ζ、燃料タ
ンクと燃料温度センサとの間の電気的アークは、危険な
爆発を一トしさせる。 電気的ア・・−りは燃料タンクと燃料温度(でンサとの
171の機械的連結が、1.れらの間の空気間隙よりも
大きな電気1抵抗を有する場合に生じる。ずぺての電気
回路におい゛C1抵抗熱はオ・−ムの法則に従って生1
′:る。各部材間の空気間隙が放電用の導電路となった
場合、この空気間隙中に抵抗熱が生じ、この抵抗熱の温
度は燃料タンク内の燃料蒸気を点火するのに十分な温度
となる。 1〜.述1.た問題は、すべで金属製の航空機1:おい
ては特別問題とならない。この場合、各部(イ間で比較
的良好な機械的連結が容易に行なわイ1、るからである
。12.か1.ながら、合成構造が金属取付装置き連結
され約3OKAJ:でJ、たはそれ以J、の電流が流れ
る場合に、電気的アークが牛にることが知られている。 このため航空機は内部1.”:j′・・り4生じさせる
、□゛、となく、3OKAまで−jLl・はそわ、以」
二の電流に耐えることが望まれCいる。これは落電によ
る危険な効果(J対夛゛る安全性外考慮j、たものであ
る。 典型的な合成構造/金属部44間の胃面は9、アルミニ
ウム製燃料温瑣センザ〕4と合成構造燃料タンク1,6
との間に存在する。これを第2図1.″ボタ1、燃料タ
ンクはエポキシ樹脂が充てんされI、・複数のグラファ
イト繊維層から構成されている。タンクに燃料温度セン
サを収納するため開口18が形成されている。温度セン
サは燃料タンクの外側に位置する電気的センサ連結部と
ボルトヘット20とを有し、また開口を通って燃料タン
クによって形成された空間内に延びるセンザプル〜ブ2
2とを有している。またねじ部28が燃料タンク内に延
びている。ナツト30がねじ部に係合し7てセンサを燃
料タンクに固定1、でいる。0リングまたは他のシール
部材が連結部の漏洩を防止するため用いられている。 上述の組立体は30KAの予想される落電戸ストについ
て繰返し不良となる。このテストにおいて、合成構造燃
料タンク1.6と燃料温度センサ14との間に電気的ア
・・−りがI、ばL2ば発生ずる。3タンクとセンサと
の間の機械的連結において存在する間隙26は、電気的
?−・りを生i′:、させるとともに燃料蒸気を爆発さ
ゼ”る抵抗熱イ゛−q=eさぜる。 上述のような観点から1、金属塩(=1装置と合成構造
との間に高い導電性結合を生じさせる方法が求められC
いる。合成構造と金属塩(−1装置との間のW而は、ア
ークを生じさせることなく30KAまでの電流に耐える
ことが゛できるようになる必要がある。 〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明は合成構造と金属取付装置との間の高導電性結合
を形成する方法を提供する。 このことは、金属爪イ・1装置〃とn・成購造との間に
略すき間のない界面を形成することによりで達成される
。第11程(ごおいて合成構造に開口が形成される。次
にねじイ・1金属取付装置が開1’l内に挿入される。 金属取付装置のねじ部おJ、び開目は、これらの間C嵌
合が行なわれるような選択的な直径を有している。金属
爪イ・1装置は開1−1内客、゛挿入される間、連続的
に回転し5、これらの界面鍔、−十分な熱が発生4゛る
。所定トルク(、−達すると回転が停止し7、これによ
って合成構造/−金属取イ・1装置ノブの間に略すき間
のない界面が形成i1” 4”’I−る17、”、の4
面は、放電アークに対1.r−1分な抵抗4−もつとい
う特徴を有
り、とりわけ合成材料と金属部材から製造される航空機
を電光から保護する技術に関する。 (従来の技術) 最近の航空機製造方法は構造部材とじて合成材料を多く
用いている。合成材料は例えば翼桁、リブ、縦桁、隔壁
、および航空機表面のよ・うな構造部材にアルミニウム
の代わりに用いられている。 更に合成材料の使用が考入られ、例えばd゛べで合成材
料からなる内部燃料タンクのようなものが考えられてい
る。 合成材料はアルミ5″ウムのよ・うな材料よりも多くの
利点を有している1、合成材料は特殊方向に対(7て応
力抵抗を有するよう形成されているが、アルミニウムお
よび他の金属構造材料は一般に不定形とな−ノでおり、
このためあらゆる方向に対して応力抵抗を有するように
なっている。この結果、合成材料は同等のアルミ−ラム
構造より基本的に軽量となっている。 よく知られているよ・うIJl、重量を減少させること
により航行が良くなろ)2.め軽量の構造は航空機にと
って非常に有利である。さら1ζ合成構造はアルミ、=
、ラムのような材料に比較して基本的に疲労寿命が長い
ことが知られ′Cいる。典型的なアルミニウム製航空機
は7、約30,000時間の疲労寿命をIT 1.、て
いるが、・・方航Q、機の0成構造は約100、ioO
時間を越える疲労寿命を有している。 上述の点からすると1、航空機全体を合成材料から製i
f5することが好J= t、いようにみえる。 1、かI7ながら、各種の理由から金属材料i;t J
、だ航空機に必要なものとな一2°こいる。例えば金属
取付装置、燃料ライン取(=J装置7.および合成材料
イ゛・貫通ずる各種取付装置が、金属材料と1.て利用
されている。さらにこれらの部材は航、行4研保[、、
、、−(いる。それゆえ、これら金属部材を航空機の合
成構造と伴に用いることが好ましい。 合成構造ル゛!1空機に金属部材を使用することjlよ
る特別の問題は、自然落雷による放電の消滅δ、・)い
てである。すべて金属製の航空機においC1放電はアー
クを生じさせるごとなく航空機中1,7直ちに分散され
る。これ゛は一般的に各種部材が略均−・な導電特性、
熱拡散係数を有15でいるからγ−ある。 このような放電は電気的アークが2つの部材間に生じた
場合にのみ危険となる。例えばアルミJ。 ラム製燃料タンクとアルミニウム制燃料温10ニー+=
ンサを有するずべて金属製の航空機におい”ζ、燃料タ
ンクと燃料温度センサとの間の電気的アークは、危険な
爆発を一トしさせる。 電気的ア・・−りは燃料タンクと燃料温度(でンサとの
171の機械的連結が、1.れらの間の空気間隙よりも
大きな電気1抵抗を有する場合に生じる。ずぺての電気
回路におい゛C1抵抗熱はオ・−ムの法則に従って生1
′:る。各部材間の空気間隙が放電用の導電路となった
場合、この空気間隙中に抵抗熱が生じ、この抵抗熱の温
度は燃料タンク内の燃料蒸気を点火するのに十分な温度
となる。 1〜.述1.た問題は、すべで金属製の航空機1:おい
ては特別問題とならない。この場合、各部(イ間で比較
的良好な機械的連結が容易に行なわイ1、るからである
。12.か1.ながら、合成構造が金属取付装置き連結
され約3OKAJ:でJ、たはそれ以J、の電流が流れ
る場合に、電気的アークが牛にることが知られている。 このため航空機は内部1.”:j′・・り4生じさせる
、□゛、となく、3OKAまで−jLl・はそわ、以」
二の電流に耐えることが望まれCいる。これは落電によ
る危険な効果(J対夛゛る安全性外考慮j、たものであ
る。 典型的な合成構造/金属部44間の胃面は9、アルミニ
ウム製燃料温瑣センザ〕4と合成構造燃料タンク1,6
との間に存在する。これを第2図1.″ボタ1、燃料タ
ンクはエポキシ樹脂が充てんされI、・複数のグラファ
イト繊維層から構成されている。タンクに燃料温度セン
サを収納するため開口18が形成されている。温度セン
サは燃料タンクの外側に位置する電気的センサ連結部と
ボルトヘット20とを有し、また開口を通って燃料タン
クによって形成された空間内に延びるセンザプル〜ブ2
2とを有している。またねじ部28が燃料タンク内に延
びている。ナツト30がねじ部に係合し7てセンサを燃
料タンクに固定1、でいる。0リングまたは他のシール
部材が連結部の漏洩を防止するため用いられている。 上述の組立体は30KAの予想される落電戸ストについ
て繰返し不良となる。このテストにおいて、合成構造燃
料タンク1.6と燃料温度センサ14との間に電気的ア
・・−りがI、ばL2ば発生ずる。3タンクとセンサと
の間の機械的連結において存在する間隙26は、電気的
?−・りを生i′:、させるとともに燃料蒸気を爆発さ
ゼ”る抵抗熱イ゛−q=eさぜる。 上述のような観点から1、金属塩(=1装置と合成構造
との間に高い導電性結合を生じさせる方法が求められC
いる。合成構造と金属塩(−1装置との間のW而は、ア
ークを生じさせることなく30KAまでの電流に耐える
ことが゛できるようになる必要がある。 〔発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明は合成構造と金属取付装置との間の高導電性結合
を形成する方法を提供する。 このことは、金属爪イ・1装置〃とn・成購造との間に
略すき間のない界面を形成することによりで達成される
。第11程(ごおいて合成構造に開口が形成される。次
にねじイ・1金属取付装置が開1’l内に挿入される。 金属取付装置のねじ部おJ、び開目は、これらの間C嵌
合が行なわれるような選択的な直径を有している。金属
爪イ・1装置は開1−1内客、゛挿入される間、連続的
に回転し5、これらの界面鍔、−十分な熱が発生4゛る
。所定トルク(、−達すると回転が停止し7、これによ
って合成構造/−金属取イ・1装置ノブの間に略すき間
のない界面が形成i1” 4”’I−る17、”、の4
面は、放電アークに対1.r−1分な抵抗4−もつとい
う特徴を有
【、ている。
本発明の第1の特徴にJ、れば、合成構造1.“開1−
1を形成するL程JS開口にねj′:を形成2する]、
稈とと、ねじイ1開目1.゛嵌合4゛るよう金属爪4=
1装置1.=協動するねじを形成する]程J1各ねにを
係ej 2’!+Jる工程と、開口内1:、金属酸(4
’ !置を連続的に回転させて挿入し5、相互の界面に
」−・分な熱を発!1.\ゼる工程と、金属爪トj装置
が関目白感、″、完全に装j′Iされた時に回転イ1停
止する【二f−とからなり。、、こわによって合成構造
と金属取付Aにif!との間に略すき間のない界面を形
成12、放電アー・りに対1.て]−分な抵抗をもつこ
とを特徴ノ・プ”る合成構造と金属爪イ・1装置との間
に高導電結合を形成するjノ法が提供6Xれる。 本発明の他の特徴によりば、合成構造1:″開1)を形
成する工程と、開Iコ内に自己タップ式のねじトj金属
取付装置を係合さ仕る。1゛、稈であ・って−1開1−
1と金属取付装置のね1゛部は嵌合−するよう形成、与
れる工程と、開口内U′金金属m 4=+ン;置を連続
的に回転させて挿入し、開口々金属屑イ・1装置との間
の界面に十分な熱を発生させる工程と、所定のトルクに
達L7た時に回転を停止1さ・1′る工程とからなり、
これによって金属爪トj装置と合成構造との間に略すき
間のないWiTJjを形成り、:の4面は放電゛f−り
に対し、て1・・分な抵抗をもつことを特徴とする合成
構造と金属取付装置との間に高導電結合を形成づ゛る方
法が提供される。 更に他の特・徴によれば、グラ”クブイトブIイバとエ
ボ4゛シ樹脂漿有4る合成構造(、−1開[畷“−形成
する18程と、開n C’ilねじを形成ケるようねじ
切イ・行なうJl程と、、協動ねじを形成するjJめ金
属取付装置に協動ねじ1.J1イー行ない、これによっ
丁開1−1ね(:が金属Jffl (=1装置Rの協動
ねじ占嵌合自在1・1−なる−L程と、開口内に金属爪
トj装置を回転させ゛C′挿入I、開ロJ金屋取付装置
ノーの間に1−分な熱を生じさける工程とからなり、こ
れ1.−よって′略ずき間のない界面を形成(5、放電
アークに対1.て+”分な抵抗をもつことを特徴とする
グンソアイトフ、・イバ/エポキシ樹脂合成構造と金属
爪fN1装置とのfi■、”低ζ)電気抵抗の尚古、電
結合を形成するフj“法が提供される。 (作用) 本発明の第1の好適実h(1(例において、合成構造の
開l]は金属爪(=1装置が開ロ内i;’:挿入される
前I、=ねじ切が行なわれる。金属爪イ・j装置は協動
的1.二゛ね(し切が行なわれ11、−れ(:5よ、っ
て開口との間に嵌合が行なわれるようになる。4これら
両ねじ1沫ま4パf動で係合され、(の後金属取付装置
は開口内に連続的に回転し1て挿入される。 第2の好適実施例(乙ユ;れば、合成構造の開口はねじ
切が行なわれない。その代わりにねじ(=11金属爪付
装置、開口内に係合4″る自己タップ部を有している。 その後自己タップ形金属取付装置は、開1内1、XIf
!続的に回転l−2τ挿入$ 41.、開1!と金属取
付装置りの間の1面6ご」・旬な熱を発生させる。 所定の1・・ルクに達すると、回転は停止lr−t−る
。 各好適実施例に才;ヌいく゛人界面は放電に対1...
.−c)″・・め調整され、合成構造は“ファイバ厚が
統べ1的(4り〕・散された$数の°7アイバを合して
いる1、開11内にねじ何金属取(;t 81置イ一回
ぐム1、で挿入する際の摩擦で4面に牛1°;る熱IJ
:よっτ1、薄いノア、イパは「短絡」され、厚いファ
イバのみが導電体(!:、 [、、て金属爪44装置に
接触6”る、7グラノアイトフrイバ/丁、ボ)シ樹脂
横1ffill二おいで、統計的に1インチ当り7ミク
ロンフッ・イバが約 16.000,000個ある。ノア・イバの2′76は
゛7ミクEelンより小さく、2%は7ミク「7ンより
大きく、他1..i7ミクロ′/J略等l、<なってい
る。 選択されL゛、合成構造(6,′対l−る腐食Jfζ、
抗を有4−る材料から金属爪1i装置くム°J造−4る
7、”5)−が好まL2い。 例オば1.。グラスファイバ/ユボ4゛シ樹脂合成構造
に、l:イい]2、チター、ラムから金属爪付装置を製
造1ろことが好マj7い。これはヂタ、”、ラムが]、
ポモシ樹脂環境のもと2−・基本的に腐食抵抗イ”白“
するためCある。 (実施例) 内側合成構造燃料タンク12を台ケる航空機翼部10が
第1図に示されT、いる。燃料タンク1.2は燃料タン
クの内部に′スニ出する燃料温度センリ゛14を有L2
ている。燃料温度セン′4t 14は燃料タンク12に
本発明の方法によ−2て連結され−r′:“いる。 本発明の方法は合成構造燃料タンクと金属燃?i温度セ
ンナとの間の連結に関し゛C説明l、でい<′″fhj
れども、本発明の方法は金属取付装置を合成摺造に連結
する場合であればどんな場合でも適用ii■能なことが
理解できる。 第2図は燃料タンク12の壁面16に燃料温、度センザ
14を連結する従来の方法を示す。、!、述のように壁
面16は燃料温度センづ】4が突出す”る開口を白して
いる。燃料温度センサはレンチ用支持面を形成するt\
ラッド0を有1.5゛Cいる。また燃料温度センづは燃
料タンクの内側24に延びる細長部材22を有I、てい
る。この細長部材は約9/16インチの直径を有1.゛
ている。開口18は細長部材22を収納するためわダか
に人きくな・、゛(いる。それゆえ細長部材22と開目
18との間1:は間隙26(誇張し゛C図示)が存在す
る。この間隙において電気アークが生じ易くなっ′Cい
る。また細長部材、はナツト30を挿着するためのねじ
部28をei L、 T:おり1.:のプツトは燃料温
度(プンサを燃料クンク壁面10に固定づ−るためのも
のである。 本発明は燃料温度(rンリ°14と燃料タンク壁面16
との間に略すき間のない界面を形成することによって、
従来技術方法の不利益を解消1.でいる。 第3図に示すように、燃料タンク壁面16は多数のグラ
ソアイトファイバ32を有しでいろ。ファイバは中間直
径を有1、こおり、統計上古ファイバの直径は中間直径
近傍に分布(、ている。グラフ7・イトファイバは織ら
れて織物層となり、どの織物層にはエポキシ樹脂34が
充てんされこ”いる。エポキシ樹脂は約350°・−4
00°Fの温度で硬化処理される。 第1工程において、開口18は9/16インヂの3−A
クラスのタップでドリル開[]される。開口はタップを
受U入れるためわずかに0.005インチ程度大きくな
っている。開口の形状は細長部材22の直径に略等しい
ことがより好ましい。 第2コー程l:′おいて、開口〕8は9/16インチの
3八クラスの摩耗タップで内ね1“:36が形成される
。 第3工程において、燃料温度センサ14のIIN+¥・
部材22はグイによって協動j1、てねじが切られ、協
動ねじ40が形成される。内ねじ36と協動ねじ40は
、係合1.た場合嵌合するような形状になっていること
が好ましい。ここでは開[−1が約9/16インチの場
合につい′C説明したIjれども、他の直径を有する金
属取付装置を収納4“るため、他の直径を有する開口を
形成1.てもよいことは直ちに理解できる。 第4図に示すように、ねじ36.40は燃料温度センサ
のヘッド2(]にトルクをかける前に千で係合される。 協動ねじ4na−1ねじ潤滑作用をもたせるためセチル
アルコールで被覆1.れもよい。 燃料温度セン′4j14を開口18内l:8連続回転さ
せて挿入するため、一定トルク 高速ドライバ50が用
いられCいる。燃料温度センサが開「1内に停止するこ
となく連続的に回転j、で挿入されることが重要である
。内ねじ36と協動ねe40との間の摩擦が高温を生じ
さ七る。 燃料温度センサを開口内に挿入する間、250°Fの温
度が得られる。もし第5図に示すように燃料温度センサ
が完全1、;装着される前に燃fll温度センザの回転
が停■(、すると、燃料温度センサは開口内で固定され
る。そし゛C燃料温度セン”すを更に回転さぜるこ−と
は不可能となる。このため第5図に示すように、燃料温
度センサは一定トルク、高速ドライバで連続的に回転し
て完全に装着されるべきである。セニ/ザは約170イ
ングー ポンドのトルりで取トjけられることかに了ま
1.い。 燃料温度センサ〕4を完全1.′:′装着すると直ち6
ご、ナツト52とワッシャ?)4(第5図り照)が開口
18から突出する細長部材22のねじ部28に取イ・t
ljられるべきで“ある。カットは170インヂボンド
のトルクで締f=t IJられるべさである。この場合
ナツト52にトルクを与えでいる間、燃料温度センサ”
1,4のヘッドがレソf・に”よ−7て保持されている
。プ゛ツト52と燃料温度(z゛ンザ14Jiいに当接
“する前に冷却が行われるが、温かくなってしまうから
である。 燃料温度センサ14苓取付ける間の熱の発A”により、
燃料温度センサ14と燃料タンク壁面16との間の界面
が予め調整される。平均的径より小さな直径のゲラファ
イトファイバ33は[短絡、3され、燃料温度センサ]
4の協動ねl:4(1から引込められる。 このことによって、14均直径以」−のグラフ7・イト
ファイバ32のみが、燃料温度センサ14の協動ねじ4
0と接触することになる。これら大径ファイバ32は電
気導体とL2て効果的に機能12、抵抗熱を小さくする
。 上述のように、燃料温度センサ14と開口18との間の
界面は略すき間ない状態となっている。 第2図に示1.た従来方法と比較1.て、開1〕18と
燃料温度センサ14の細長部材22との間の接触表面積
は約60%だけ増加している。このため、これらの間の
界面の電気抵抗は減少している。、この結果、落雷中の
抵抗加熱のため、界面においては出力の消耗が基本的に
小さくなる。 」−述のような構造は冷却環埴温度における電気的′ア
ークを生じさせることなく、まj、温度を高めることな
く、30KAまでの放電に耐えることができる。更に、
放γ11によって抵抗加熱が行なわれる間に生じる熱の
温度は、合成構造内部燃料タンク12の燃料蒸気のノラ
ッシコ点以下であることがわかっている。 1述のよ・〉な方法は合成構造の実質的にあらゆる型の
金属取付装置の装着に)いて適用可能である。例えば、
本発明の方法は、ベゼルに対17て燃料J、−物装置や
円形デツキ−板等を装着4“る際にも適用できる。 本発明の他の実施例がち慮される。例えば、本発明の第
2の実施例(、゛おいで、ねじイ=i金属取fJ装置は
自己タップ部をHしている。本実施例によれば、開口は
ねじ付金属取(=1装置の直径に略等しい直径を有する
よう形成される。開1−1にはわしが形成されていない
。その後取付装置は開口内に」−述の方法で回転駆動さ
れる。Il、かじ、+−yト52とワッシャ54は用い
ない。 本発明の他の実施例も考慮される。、それゆえ1、本発
明は上述の説明によって限定Xれるものではなく、特許
請求の範囲に記載された範囲によって定められる。
1を形成するL程JS開口にねj′:を形成2する]、
稈とと、ねじイ1開目1.゛嵌合4゛るよう金属爪4=
1装置1.=協動するねじを形成する]程J1各ねにを
係ej 2’!+Jる工程と、開口内1:、金属酸(4
’ !置を連続的に回転させて挿入し5、相互の界面に
」−・分な熱を発!1.\ゼる工程と、金属爪トj装置
が関目白感、″、完全に装j′Iされた時に回転イ1停
止する【二f−とからなり。、、こわによって合成構造
と金属取付Aにif!との間に略すき間のない界面を形
成12、放電アー・りに対1.て]−分な抵抗をもつこ
とを特徴ノ・プ”る合成構造と金属爪イ・1装置との間
に高導電結合を形成するjノ法が提供6Xれる。 本発明の他の特徴によりば、合成構造1:″開1)を形
成する工程と、開Iコ内に自己タップ式のねじトj金属
取付装置を係合さ仕る。1゛、稈であ・って−1開1−
1と金属取付装置のね1゛部は嵌合−するよう形成、与
れる工程と、開口内U′金金属m 4=+ン;置を連続
的に回転させて挿入し、開口々金属屑イ・1装置との間
の界面に十分な熱を発生させる工程と、所定のトルクに
達L7た時に回転を停止1さ・1′る工程とからなり、
これによって金属爪トj装置と合成構造との間に略すき
間のないWiTJjを形成り、:の4面は放電゛f−り
に対し、て1・・分な抵抗をもつことを特徴とする合成
構造と金属取付装置との間に高導電結合を形成づ゛る方
法が提供される。 更に他の特・徴によれば、グラ”クブイトブIイバとエ
ボ4゛シ樹脂漿有4る合成構造(、−1開[畷“−形成
する18程と、開n C’ilねじを形成ケるようねじ
切イ・行なうJl程と、、協動ねじを形成するjJめ金
属取付装置に協動ねじ1.J1イー行ない、これによっ
丁開1−1ね(:が金属Jffl (=1装置Rの協動
ねじ占嵌合自在1・1−なる−L程と、開口内に金属爪
トj装置を回転させ゛C′挿入I、開ロJ金屋取付装置
ノーの間に1−分な熱を生じさける工程とからなり、こ
れ1.−よって′略ずき間のない界面を形成(5、放電
アークに対1.て+”分な抵抗をもつことを特徴とする
グンソアイトフ、・イバ/エポキシ樹脂合成構造と金属
爪fN1装置とのfi■、”低ζ)電気抵抗の尚古、電
結合を形成するフj“法が提供される。 (作用) 本発明の第1の好適実h(1(例において、合成構造の
開l]は金属爪(=1装置が開ロ内i;’:挿入される
前I、=ねじ切が行なわれる。金属爪イ・j装置は協動
的1.二゛ね(し切が行なわれ11、−れ(:5よ、っ
て開口との間に嵌合が行なわれるようになる。4これら
両ねじ1沫ま4パf動で係合され、(の後金属取付装置
は開口内に連続的に回転し1て挿入される。 第2の好適実施例(乙ユ;れば、合成構造の開口はねじ
切が行なわれない。その代わりにねじ(=11金属爪付
装置、開口内に係合4″る自己タップ部を有している。 その後自己タップ形金属取付装置は、開1内1、XIf
!続的に回転l−2τ挿入$ 41.、開1!と金属取
付装置りの間の1面6ご」・旬な熱を発生させる。 所定の1・・ルクに達すると、回転は停止lr−t−る
。 各好適実施例に才;ヌいく゛人界面は放電に対1...
.−c)″・・め調整され、合成構造は“ファイバ厚が
統べ1的(4り〕・散された$数の°7アイバを合して
いる1、開11内にねじ何金属取(;t 81置イ一回
ぐム1、で挿入する際の摩擦で4面に牛1°;る熱IJ
:よっτ1、薄いノア、イパは「短絡」され、厚いファ
イバのみが導電体(!:、 [、、て金属爪44装置に
接触6”る、7グラノアイトフrイバ/丁、ボ)シ樹脂
横1ffill二おいで、統計的に1インチ当り7ミク
ロンフッ・イバが約 16.000,000個ある。ノア・イバの2′76は
゛7ミクEelンより小さく、2%は7ミク「7ンより
大きく、他1..i7ミクロ′/J略等l、<なってい
る。 選択されL゛、合成構造(6,′対l−る腐食Jfζ、
抗を有4−る材料から金属爪1i装置くム°J造−4る
7、”5)−が好まL2い。 例オば1.。グラスファイバ/ユボ4゛シ樹脂合成構造
に、l:イい]2、チター、ラムから金属爪付装置を製
造1ろことが好マj7い。これはヂタ、”、ラムが]、
ポモシ樹脂環境のもと2−・基本的に腐食抵抗イ”白“
するためCある。 (実施例) 内側合成構造燃料タンク12を台ケる航空機翼部10が
第1図に示されT、いる。燃料タンク1.2は燃料タン
クの内部に′スニ出する燃料温度センリ゛14を有L2
ている。燃料温度セン′4t 14は燃料タンク12に
本発明の方法によ−2て連結され−r′:“いる。 本発明の方法は合成構造燃料タンクと金属燃?i温度セ
ンナとの間の連結に関し゛C説明l、でい<′″fhj
れども、本発明の方法は金属取付装置を合成摺造に連結
する場合であればどんな場合でも適用ii■能なことが
理解できる。 第2図は燃料タンク12の壁面16に燃料温、度センザ
14を連結する従来の方法を示す。、!、述のように壁
面16は燃料温度センづ】4が突出す”る開口を白して
いる。燃料温度センサはレンチ用支持面を形成するt\
ラッド0を有1.5゛Cいる。また燃料温度センづは燃
料タンクの内側24に延びる細長部材22を有I、てい
る。この細長部材は約9/16インチの直径を有1.゛
ている。開口18は細長部材22を収納するためわダか
に人きくな・、゛(いる。それゆえ細長部材22と開目
18との間1:は間隙26(誇張し゛C図示)が存在す
る。この間隙において電気アークが生じ易くなっ′Cい
る。また細長部材、はナツト30を挿着するためのねじ
部28をei L、 T:おり1.:のプツトは燃料温
度(プンサを燃料クンク壁面10に固定づ−るためのも
のである。 本発明は燃料温度(rンリ°14と燃料タンク壁面16
との間に略すき間のない界面を形成することによって、
従来技術方法の不利益を解消1.でいる。 第3図に示すように、燃料タンク壁面16は多数のグラ
ソアイトファイバ32を有しでいろ。ファイバは中間直
径を有1、こおり、統計上古ファイバの直径は中間直径
近傍に分布(、ている。グラフ7・イトファイバは織ら
れて織物層となり、どの織物層にはエポキシ樹脂34が
充てんされこ”いる。エポキシ樹脂は約350°・−4
00°Fの温度で硬化処理される。 第1工程において、開口18は9/16インヂの3−A
クラスのタップでドリル開[]される。開口はタップを
受U入れるためわずかに0.005インチ程度大きくな
っている。開口の形状は細長部材22の直径に略等しい
ことがより好ましい。 第2コー程l:′おいて、開口〕8は9/16インチの
3八クラスの摩耗タップで内ね1“:36が形成される
。 第3工程において、燃料温度センサ14のIIN+¥・
部材22はグイによって協動j1、てねじが切られ、協
動ねじ40が形成される。内ねじ36と協動ねじ40は
、係合1.た場合嵌合するような形状になっていること
が好ましい。ここでは開[−1が約9/16インチの場
合につい′C説明したIjれども、他の直径を有する金
属取付装置を収納4“るため、他の直径を有する開口を
形成1.てもよいことは直ちに理解できる。 第4図に示すように、ねじ36.40は燃料温度センサ
のヘッド2(]にトルクをかける前に千で係合される。 協動ねじ4na−1ねじ潤滑作用をもたせるためセチル
アルコールで被覆1.れもよい。 燃料温度セン′4j14を開口18内l:8連続回転さ
せて挿入するため、一定トルク 高速ドライバ50が用
いられCいる。燃料温度センサが開「1内に停止するこ
となく連続的に回転j、で挿入されることが重要である
。内ねじ36と協動ねe40との間の摩擦が高温を生じ
さ七る。 燃料温度センサを開口内に挿入する間、250°Fの温
度が得られる。もし第5図に示すように燃料温度センサ
が完全1、;装着される前に燃fll温度センザの回転
が停■(、すると、燃料温度センサは開口内で固定され
る。そし゛C燃料温度セン”すを更に回転さぜるこ−と
は不可能となる。このため第5図に示すように、燃料温
度センサは一定トルク、高速ドライバで連続的に回転し
て完全に装着されるべきである。セニ/ザは約170イ
ングー ポンドのトルりで取トjけられることかに了ま
1.い。 燃料温度センサ〕4を完全1.′:′装着すると直ち6
ご、ナツト52とワッシャ?)4(第5図り照)が開口
18から突出する細長部材22のねじ部28に取イ・t
ljられるべきで“ある。カットは170インヂボンド
のトルクで締f=t IJられるべさである。この場合
ナツト52にトルクを与えでいる間、燃料温度センサ”
1,4のヘッドがレソf・に”よ−7て保持されている
。プ゛ツト52と燃料温度(z゛ンザ14Jiいに当接
“する前に冷却が行われるが、温かくなってしまうから
である。 燃料温度センサ14苓取付ける間の熱の発A”により、
燃料温度センサ14と燃料タンク壁面16との間の界面
が予め調整される。平均的径より小さな直径のゲラファ
イトファイバ33は[短絡、3され、燃料温度センサ]
4の協動ねl:4(1から引込められる。 このことによって、14均直径以」−のグラフ7・イト
ファイバ32のみが、燃料温度センサ14の協動ねじ4
0と接触することになる。これら大径ファイバ32は電
気導体とL2て効果的に機能12、抵抗熱を小さくする
。 上述のように、燃料温度センサ14と開口18との間の
界面は略すき間ない状態となっている。 第2図に示1.た従来方法と比較1.て、開1〕18と
燃料温度センサ14の細長部材22との間の接触表面積
は約60%だけ増加している。このため、これらの間の
界面の電気抵抗は減少している。、この結果、落雷中の
抵抗加熱のため、界面においては出力の消耗が基本的に
小さくなる。 」−述のような構造は冷却環埴温度における電気的′ア
ークを生じさせることなく、まj、温度を高めることな
く、30KAまでの放電に耐えることができる。更に、
放γ11によって抵抗加熱が行なわれる間に生じる熱の
温度は、合成構造内部燃料タンク12の燃料蒸気のノラ
ッシコ点以下であることがわかっている。 1述のよ・〉な方法は合成構造の実質的にあらゆる型の
金属取付装置の装着に)いて適用可能である。例えば、
本発明の方法は、ベゼルに対17て燃料J、−物装置や
円形デツキ−板等を装着4“る際にも適用できる。 本発明の他の実施例がち慮される。例えば、本発明の第
2の実施例(、゛おいで、ねじイ=i金属取fJ装置は
自己タップ部をHしている。本実施例によれば、開口は
ねじ付金属取(=1装置の直径に略等しい直径を有する
よう形成される。開1−1にはわしが形成されていない
。その後取付装置は開口内に」−述の方法で回転駆動さ
れる。Il、かじ、+−yト52とワッシャ54は用い
ない。 本発明の他の実施例も考慮される。、それゆえ1、本発
明は上述の説明によって限定Xれるものではなく、特許
請求の範囲に記載された範囲によって定められる。
第1図は内部合成構造燃料タンクをHする航空機翼の等
角等影断面図であり、燃料タンクは本発明による方法で
取付けられた燃料温度セン(]゛を1′jする図、 第2図は燃料温度センサを合成構iH燃料タンクに機械
的に連結する従来の方法を示す拡大側断面図、 第3図は本発明の合成構造のねじイ・1開口を示す拡大
側断面図、 第4図は第3図の合成構造の拡大側断面図2“あり、開
口内に挿入される所定位置のね1じ(−J燃料センサを
示す図、 第5図は第3図および第4図と同様の拡大側断面図であ
り、放電用に調、整された合成構造内の゛)7・イバと
所定位置に配置、きれノロ、センサを示す図。 10・・・航空機翼部、12・・・燃料タンク、14・
・・燃料温度センサ、16・・・壁面、1,8・・・開
[]、36・・・内ねじ、40・・・協動ねじ、52・
・・ナラl−554・・・ワッシャ。 出願人代理人 イ4 藤 −雄 fA1+l’iiの計7+’ (内’irf:2更・な
し)Jl=’11(上4 手 続 補 正 書 (方式) %式% 2 発明の名称 高導電結合を形成する方法 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ザ、ボーイング、カンパニ・− 発送臼 平成 1年 3月 7日
角等影断面図であり、燃料タンクは本発明による方法で
取付けられた燃料温度セン(]゛を1′jする図、 第2図は燃料温度センサを合成構iH燃料タンクに機械
的に連結する従来の方法を示す拡大側断面図、 第3図は本発明の合成構造のねじイ・1開口を示す拡大
側断面図、 第4図は第3図の合成構造の拡大側断面図2“あり、開
口内に挿入される所定位置のね1じ(−J燃料センサを
示す図、 第5図は第3図および第4図と同様の拡大側断面図であ
り、放電用に調、整された合成構造内の゛)7・イバと
所定位置に配置、きれノロ、センサを示す図。 10・・・航空機翼部、12・・・燃料タンク、14・
・・燃料温度センサ、16・・・壁面、1,8・・・開
[]、36・・・内ねじ、40・・・協動ねじ、52・
・・ナラl−554・・・ワッシャ。 出願人代理人 イ4 藤 −雄 fA1+l’iiの計7+’ (内’irf:2更・な
し)Jl=’11(上4 手 続 補 正 書 (方式) %式% 2 発明の名称 高導電結合を形成する方法 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ザ、ボーイング、カンパニ・− 発送臼 平成 1年 3月 7日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、合成構造に開口を形成する工程と、 開口にねじを形成する工程と、 ねじ付開口に嵌合するよう金属取付装置に協動するねじ
を形成する工程と、 各ねじを係合させる工程と、 開口内に金属取付装置を連続的に回転させて挿入し、相
互の界面に十分な熱を発生させる工程と、金属取付装置
が開口内に完全に装着された時に回転を停止する工程と
、 からなり、これによって合成構造と金属取付装置との間
に略すき間のない界面を形成し、放電アークに対して十
分な抵抗をもつことを特徴とする合成構造と金属取付装
置との間に高導電結合を形成する方法。 2、金属取付装置は開口から突出するねじ部を有し、更
に合成構造に対して金属取付装置を回転方向に保持する
工程と、ねじ付金属取付装置の突出部にナットを装着す
る工程と、所定のトルクでナットを締付ける工程を含む
ことを特徴とする請求項1記載の高導電結合を形成する
方法。 3、合成構造は中間ファイバ直径に対して統計的に分散
するファイバ直径を有する多数のファイバを備え、連結
回転工程において、金属取付装置は回転して十分な局部
熱を生じさせ、放電のために界面を調整するようにした
ことを特徴とする請求項1記載の高導電結合を形成する
方法。 4、金属取付装置は連続的に回転し、これによって約2
50°Fの局部熱が得られることを特徴とする請求項3
記載の高導電結合を形成する方法。 5、金属取付装置は基本的に腐食抵抗外面を有している
ことを特徴とする請求項1記載の高導電結合を形成する
方法。 6、金属取付装置はチタニウムから形成されていること
を特徴とする請求項1記載の高導電結合を形成する方法
。 7、約170インチ−ポンドの所定トルクに達した場合
、回転が停止することを特徴とする請求項1記載の高導
電結合を形成する方法。 8、合成構造に開口を形成する工程と、 開口内に自己タップ式のねじ付金属取付装置を係合させ
る工程であって、開口と金属取付装置のねじ部は嵌合す
るよう形成される工程と、 開口内に金属取付装置を連続的に回転させて挿入し、開
口と金属取付装置との間の界面に十分な熱を発生させる
工程と、 所定のトルクに達した時に回転を停止させる工程と、 からなり、これによって金属取付装置と合成構造との間
に略すき間のない界面を形成し、この界面は放電アーク
に対して十分な抵抗をもつことを特徴とする合成構造と
金属取付装置との間に高導電結合を形成する方法。 9、合成構造は中間ファイバ直径に対して統計的に分散
するファイバ直径を有する多数のファイバを備え、連続
回転工程において、金属取付装置は回転に十分な局部熱
を生じさせ、放電のために界面を調整するようにしたこ
とを特徴とする請求項8記載の高導電結合を形成する方
法。 10、金属取付装置は連続的に回転し、これによって約
250゜Fの局部熱が得られることを特徴とする請求項
8記載の高導電結合を形成する方法。 11、金属取付装置は基本的に腐食抵抗外面を有してい
ることを特徴とする請求項8記載の導電結合を形成する
方法。 12、グラファイトファイバとエポキシ樹脂を有する合
成構造に開口を形成する工程と、開口にねじを形成する
ようねじ切を行なう工程と、 協動ねじを形成するため金属取付装置に協動ねじ切を行
ない、これによって開口ねじが金属取付装置の協動ねじ
と嵌合自在となる工程と、 開口内に金属取付装置を回転させて挿入し開口と金属取
付装置との間に十分な熱を生じさせる工程と、 からなり、これによって略すき問のない界面を形成し、
放電アークに対して十分な抵抗をもつことを特徴とする
グラファイトファイバ/エポキシ樹脂合成構造と金属取
付装置との間に低い電気抵抗の高導電結合を形成する方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US112687 | 1987-10-23 | ||
| US07/112,687 US4866839A (en) | 1987-10-23 | 1987-10-23 | Method for forming a high-conductivity junction between composite structures and metal fittings |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01273796A true JPH01273796A (ja) | 1989-11-01 |
Family
ID=22345325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63268004A Pending JPH01273796A (ja) | 1987-10-23 | 1988-10-24 | 高導電結合を形成する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4866839A (ja) |
| EP (1) | EP0312859A3 (ja) |
| JP (1) | JPH01273796A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5203082A (en) * | 1991-08-26 | 1993-04-20 | Arizona Mist Outdoor Cooling Systems, Inc. | Pipe insert and method of installation |
| US20040166408A1 (en) * | 2003-02-20 | 2004-08-26 | The Boeing Company | Structurally integrated wire and associated fabrication method |
| US6827285B2 (en) * | 2003-03-20 | 2004-12-07 | Siemens Building Technologies, Inc. | Self drilling sensor well for sensing the atmosphere in an enclosure |
| US6834529B2 (en) * | 2003-03-20 | 2004-12-28 | Siemens Building Technologies, Inc. | Method for measuring the atmosphere within an enclosure using a self-drilling sensor well |
| US7281318B2 (en) * | 2004-05-19 | 2007-10-16 | The Boeing Company | Method of manufacturing a composite structural member having an integrated electrical circuit |
| US7018217B2 (en) * | 2004-05-19 | 2006-03-28 | The Boeing Company | Structurally integrable electrode and associated assembly and fabrication method |
| GB0417472D0 (en) * | 2004-08-05 | 2004-09-08 | Airbus Uk Ltd | Fuel tank system |
| US7236343B2 (en) * | 2005-01-05 | 2007-06-26 | The Boeing Company | Method and system for lightning current conduction protection using foil bonded strips |
| US20070129902A1 (en) * | 2005-08-05 | 2007-06-07 | Orbell Richard | Electronic module mounting means |
| MX2018010577A (es) * | 2016-03-04 | 2018-12-19 | Imflux Inc | Kit de sensor externo para aparato de moldeo por inyeccion y metodos de uso. |
| CN107434031A (zh) * | 2016-05-25 | 2017-12-05 | 空中客车简化股份公司 | 飞行器翼体的结构部件和包括该结构部件的飞行器 |
| US20260049464A1 (en) * | 2024-08-14 | 2026-02-19 | Mueller International Llc | Valve assembly with air release and sensor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3481803A (en) * | 1966-10-19 | 1969-12-02 | Uniroyal Inc | Friction welding |
| US3689334A (en) * | 1970-09-14 | 1972-09-05 | Esb Inc | Method of bonding metal to polymers with melt adhesive |
| US3755713A (en) * | 1972-07-25 | 1973-08-28 | Boeing Co | Electrically conductive surface for aircraft |
| US4502092A (en) * | 1982-09-30 | 1985-02-26 | The Boeing Company | Integral lightning protection system for composite aircraft skins |
| US4671583A (en) * | 1983-02-24 | 1987-06-09 | The Boeing Company | Fastening device and method for composite structures |
| US4551189A (en) * | 1984-12-12 | 1985-11-05 | Illinois Tool Works Inc. | Friction welded fastener system |
| US4681497A (en) * | 1985-05-29 | 1987-07-21 | Microdot Inc. | Encapsulated fastener |
| US4630168A (en) * | 1985-12-16 | 1986-12-16 | The Boeing Company | Lightning protection fastener |
| US4755904A (en) * | 1986-06-06 | 1988-07-05 | The Boeing Company | Lightning protection system for conductive composite material structure |
-
1987
- 1987-10-23 US US07/112,687 patent/US4866839A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-10-07 EP EP88116680A patent/EP0312859A3/en not_active Withdrawn
- 1988-10-24 JP JP63268004A patent/JPH01273796A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0312859A2 (en) | 1989-04-26 |
| EP0312859A3 (en) | 1990-06-20 |
| US4866839A (en) | 1989-09-19 |
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