(57)【要約】      （修正有）【課題】繊維強化樹脂で形成される外板と、それを支持材に締結するのに用いられる絶縁部材付きのファスナとを備える航空機の機体の平滑度を確保すること。【解決手段】本発明に係る航空機は、繊維強化樹脂材料により形成される外板４、支持材と、耐雷ファスナ１とを備えている。耐雷ファスナ１は、軸部および頭部２０を有する金属製のファスナ本体２と、絶縁性の樹脂材料により形成され、頭部２０に装着される絶縁部材３０と、を備えている。頭部２０には、円錐台状のファスナ座面２１１が形成されている。外板４には、ファスナ座面２１１に倣う受け面４１が形成されている。絶縁部材３０には、ファスナ座面２１１よりも後退しており、ファスナ座面２１１に対向する受け面４１の領域４１Ａが陥没することにより受け面４１に接触する絶縁座面３２１が形成されている。【選択図】図２
2014080055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂材料により形成される外板と、前記外板の裏側を支持する支持材と、前記外板および前記支持材を締結するためのファスナと、を備える航空機であって、
前記ファスナは、前記外板および前記支持材を貫通する軸部、および前記外板の外表面側に位置する頭部を有する金属製のファスナ本体と、
絶縁性の樹脂材料により形成され、前記頭部に装着される絶縁部材と、を備え、
前記頭部には、円錐台状の座面が形成され、
前記外板には、前記座面に倣う受け面が形成され、
前記絶縁部材には、前記座面よりも後退しており、前記座面に対向する前記受け面の領域が陥没することにより前記受け面に接触する接触面が形成されている、
ことを特徴とする航空機。
【請求項２】
前記受け面の陥没により、前記絶縁部材、前記外板、および前記ファスナ本体の間に形成される間隙には、絶縁性のシーラントが封入されている、
請求項１に記載の航空機。
【請求項３】
前記接触面よりも前記外表面側に、前記受け面と前記絶縁部材との間を埋める絶縁性のシーラント材が設けられている、
請求項１または２に記載の航空機。
【請求項４】
繊維強化樹脂材料により形成される外板および前記外板の裏側を支持する支持材を貫通する軸部、および前記外板の外表面側に位置する頭部を有する金属製のファスナ本体と、絶縁性の樹脂材料により形成され、前記頭部に装着される絶縁部材と、を備えるファスナであって、
前記頭部には、円錐台状の座面が形成され、
前記絶縁部材には、前記座面よりも後退しており、前記外板に前記座面に倣って形成される受け面の前記座面に対向する領域が陥没することにより前記受け面に接触する接触面が形成されている、
ことを特徴とするファスナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機、および航空機の構造材を締結するためのファスナに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の機体を構成する翼は一般に中空構造となっており、翼の内部空間は燃料タンクを兼ねている。翼表面に設けられる外板（翼面パネル）は、外板の裏側を支持する支持材にファスナ（留め具）によって締結されている。
外板材料には、多くの場合、軽量、高強度で、耐久性に優れた炭素繊維強化樹脂（複合材）が採用されている。炭素繊維強化樹脂により外板を形成すると、炭素繊維強化樹脂の導電率が小さいことにより、被雷時の雷電流が金属製のファスナに集中する。そのため、ファスナ、外板、支持材などの相互の界面に通過許容電流を超える大電流が流れ、その近傍で放電が発生し易い。放電により温度が急激に上昇するので、ファスナや支持材などの溶融物が飛散するおそれがある。
【０００３】
航空機の被雷時の防爆性能を確保するため、放電のスパークや溶融飛散物が燃料蒸気に接触して発火するのを防止する必要がある。そのための方法として、絶縁部材でファスナを覆うことが挙げられる。それによって、雷電流がファスナに流れるのを避けられるので、放電の発生を抑制できる。
特許文献１では、外板の外表面側に位置するファスナの頭部に、絶縁性の樹脂材料からなる絶縁部材が装着されている。ファスナの頭部は、ファスナの軸部から遠ざかるにつれて拡径する略円錐台状とされ、外板に形成される受け面の内側に収容されている。このファスナの頭部の外周部に係合される絶縁部材には、ファスナの座面と同一面をなす座面が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２２４７２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
繊維強化樹脂の外板は金属製のファスナよりも剛性が低い。そのため、図７に、外板１１０、支持材１１０、およびファスナ８０を模式的に示すように、ファスナ８０を締め付けると、外板１００の受け面１０１がファスナ８０の座面８１で押されて若干陥没する。すると、座面８１と同一面をなすように形成された絶縁部材９０の座面９１の軸部側９１Ａは、ファスナ８０の係合凸部（爪）８２によって外板１００の受け面１０１に強く押し付けられる。一方、座面９１の外表面側９１Ｂは、受け面１０１との摩擦により絶縁部材９０の中央部９２に対して反り上がる。航空機の機体には、空気抵抗を極力減らすために高い平滑度が要求されるが、上記のように絶縁部材９０が変形すると所望の平滑度を確保するのが難しい。
以上で述べた課題に基づいて、本発明の目的は、繊維強化樹脂で形成される外板と、それを支持材に締結するのに用いられる絶縁部材付きのファスナとを備える航空機の機体の平滑度を確保することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、繊維強化樹脂材料により形成される外板と、外板の裏側を支持する支持材と、外板および支持材を締結するためのファスナと、を備える航空機であって、ファスナは、外板および支持材を貫通する軸部、および外板の外表面側に位置する頭部を有する金属製のファスナ本体と、絶縁性の樹脂材料により形成され、頭部に装着される絶縁部材と、を備えている。
頭部には、外板に接触する円錐台状の座面が形成されている。
外板には、座面に倣う受け面が形成されている。
そして、本発明は、絶縁部材に、ファスナ本体の座面よりも後退しており、座面に対向する受け面の領域が陥没することにより受け面に接触する接触面が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
絶縁部材の接触面がファスナ本体の座面よりも後退しているために、ファスナ本体を締め付けていくと、ファスナ本体の座面が絶縁部材の接触面よりも先に外板の受け面に接触する。このとき、接触面は、受け面に対して後退しているので、ファスナ本体をさらに締め付け、受け面が座面で押圧されて陥没したときに、絶縁部材が頭部に装着される側（接触面の内周側）でも受け面に強く押し付けられることなく、受け面に適正な面圧で接触する。このため、絶縁部材は、外周側が反り上がることなく平坦に保たれる。したがって、本発明によれば、外板の外表面の平滑度を確保することができる。
【０００８】
一般に、ファスナの外周に絶縁性のシーラントを塗布してから、ファスナを外板および支持材の貫通孔に挿入して締結を行う。このようにしてシーラントをファスナと外板および支持材との間に設けることにより、機体の外部から水やガス、塵埃等が侵入するのを防ぐとともに、ファスナの絶縁耐力を高めている。
ここで、受け面の陥没に伴って、絶縁部材、外板、およびファスナ本体の間には間隙が生じる。この間隙にシーラントが充填されないと、その空洞とされた間隙で放電が発生し易い。
本発明によれば、以下に示すプロセスにより、その間隙にシーラントが充填される。
座面が受け面に接触したとき、接触面と受け面との間には上記間隔に応じた隙間があいており、その隙間に応じた量のシーラント流動物が接触面と受け面との間に保持されている。この状態からファスナ本体を締め付けると、受け面が次第に陥没し、それによって間隙が形成される一方、絶縁座面と受け面との間の隙間が次第に埋まるので、隙間にあるシーラント流動物が絶縁部材、外板、およびファスナ本体の間の間隙に追い込まれて封入（充填）される。これにより、間隙が空洞として残るのを避けられるので、放電発生を抑制できる。
以上より、本発明は、受け面の陥没により、絶縁部材、外板、およびファスナ本体の間に形成される間隙に、絶縁性のシーラントが封入されている構成を包含する。
ここで、本明細書の全体において、ファスナ本体の座面と受け面との間、および、絶縁部材の接触面と受け面との間の「接触」は、それらの接触面の微小な凹凸の間にシーラントが入り込んだ状態をも含むと定義する。
【０００９】
本発明の航空機では、接触面よりも外表面側に、受け面と絶縁部材との間を埋める絶縁性のシーラント材が設けられていることが好ましい。
それにより、外板の外表面の平滑度をより十分に確保することができる。
【００１０】
本発明のファスナは、繊維強化樹脂材料により形成される外板および外板の裏側に配置される支持材を貫通する軸部、および外板の外表面側に位置する頭部を有する金属製のファスナ本体と、絶縁性の樹脂材料により形成され、頭部に装着される絶縁部材と、を備えている。
頭部には、円錐台状の座面が形成されている。
そして、本発明は、絶縁部材には、座面よりも後退しており、外板に座面に倣って形成される受け面の座面に対向する領域が陥没することにより受け面に接触する接触面が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、繊維強化樹脂で形成される外板を支持材に締結するのに用いられる絶縁部材付きのファスナの上記構成により、航空機の機体の平滑度を確保することができる。
その上、外板の受け面の陥没に伴って生じる間隙にシーラントが封入されることにより、放電発生箇所となりうる空洞が形成されるのを阻止できるので、防爆性能をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の航空機に係る耐雷ファスナおよび構造材を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】耐雷ファスナ単体（構造材を締結していない状態）を示す拡大図である。
【図４】（ａ）は、実施形態の耐雷ファスナが締め付けられる一過程を示す図である。（ｂ）は、従来の耐雷ファスナが締め付けられる一過程を示す図である。
【図５】本発明の変形例に係る要部拡大図である。
【図６】本発明の別の変形例に係る要部拡大図である。
【図７】従来の耐雷ファスナを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に示す実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１に示す耐雷ファスナ１は、航空機の主翼や胴体等を構成する外板４を支持材５に締結するのに用いられている。
外板４は、主翼や胴体等の外表面を形成する構造材であり、炭素繊維を樹脂で固めた炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：carbon fiber reinforced plastics）、ガラス繊維を樹脂で固めたガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass fiber reinforced plastics）等の繊維強化樹脂により形成されている。
支持材５は、外板４を裏側から支持する構造材であり、アルミニウム合金やチタン合金等の金属、あるいはＣＦＲＰ等の繊維強化樹脂により形成されている。支持材５に外板４を締結するのに、複数の耐雷ファスナ１が用いられている。
【００１４】
耐雷ファスナ１は、軸部（shank）１０および皿頭状の頭部（flush head）２０を有する金属製のファスナ本体２と、頭部２０に装着される絶縁部材３０とを備えている。絶縁部材３で頭部２０が覆われることにより、雷電流がファスナ本体２に流れるのが防止される。
【００１５】
ファスナ本体２は、チタン合金やニッケル合金等の比強度の大きい金属により形成されている。
軸部１０は、外板４および支持材５に形成される貫通孔４５に挿入されている。支持材５の裏面から突出する軸部１０の先端部１１が、カラー（ナット、固定具）１３の内周にねじ込まれることにより、頭部２０とカラー１３との間に外板４および支持材５が締結されている。
支持材５とカラー１３との間には、絶縁性のワッシャ１４が介装されている。
【００１６】
次に、図２も参照し、ファスナ本体２の頭部２０およびその周辺の構造について説明する。
頭部２０は、軸部１０から遠ざかるにつれて拡径するファスナ傾斜部２１と、ファスナ傾斜部２１に連続し、絶縁部材３０が装着されるファスナ頂部２２とを有している。
ファスナ傾斜部２１外周の円錐台状のファスナ座面２１１は、外板４の外表面４Ａ側に形成される受け面４１に沿って支持されている。
ファスナ頂部２２の外周には、半径方向外側に突出する係合凸部２２０が全周に亘って設けられている。係合凸部２２０には凹部２２２が隣接し、凹部２２２はファスナ座面２１１に連続している。
【００１７】
絶縁性の樹脂材料により形成される絶縁部材３０は、ファスナ頂部２２よりも大径の円盤状の絶縁頂部３１と、絶縁頂部３１の周縁の裏側から突出する絶縁傾斜部３２とを有している。外板４の外表面４Ａ側に形成される受け面４１の内側に、絶縁部材３０の全体が収容されている。
絶縁頂部３１は、ファスナ頂部２２の表面に沿って重ねられている。絶縁頂部３１の厚みは、後述するように受け面４１がファスナ本体２で押されて陥没したときに、絶縁頂部３１の表面３１Ａが外板４の外表面４Ａと面一となるように設定されている。
【００１８】
絶縁傾斜部３２は、ファスナ傾斜部２１と同様に、軸部１０から遠ざかるにつれて拡径しており、その外周の円錐台状の絶縁座面３２１が絶縁頂部３１の側面３１Ｂに連続している。
絶縁座面３２１は、図３に示すように、ファスナ座面２１１の延長線Ｌ（一点鎖線）に対して間隔Ｄをおいて、ファスナ座面２１１と平行に形成されている。このように、絶縁座面３２１はファスナ座面２１１よりも後退している。
【００１９】
絶縁傾斜部３２の内周には、半径方向内側に窪む係合凹部３２０が全周に亘って設けられている。係合凹部３２０には凸部３２２が隣接し、凸部３２２は絶縁座面３２１に連続している。係合凹部３２０は、ファスナ頂部２２の係合凸部２２０に係合されている。これにより、絶縁部材３０がファスナ本体２から脱落するのが防止される。
【００２０】
なお、絶縁部材３０の材料としては、熱可塑性ポリイミド樹脂をはじめとして、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニルサルルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等の熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂等を用いることができる。絶縁部材３０の材料選定には、耐熱性、強度、絶縁耐力、および成形性等が考慮される。絶縁部材３０は、ファスナ本体２を型に配置して行うインサート射出成形により形成することができる。
【００２１】
外板４には、図１に示すように、厚み方向に貫通する外板貫通孔４０と、外板貫通孔４０から外表面４Ａに向けて拡径する受け面４１とが形成されている。
外板貫通孔４０は、外板貫通孔４０と同軸に支持材５を貫通する支持材貫通孔５０と共に、軸部１０が挿入される貫通孔４５を形成している。
受け面４１は、ファスナ座面２１１に倣って形成されている。外板４はファスナ本体２よりも剛性が低いため、ファスナ本体２が締め付けられることにより、ファスナ座面２１１に対向する受け面４１の領域（陥没面４１Ａ）が、ファスナ座面２１１で押され、先端部１１に向けて陥没している。図２に、陥没前の当該領域を二点鎖線で示す。
【００２２】
上述のように、絶縁座面３２１がファスナ座面２１１の延長線Ｌから間隔Ｄをおいて形成されているので、ファスナ本体２を締め付けてファスナ座面２１１が受け面４１に接触したとき、絶縁座面３２１は受け面４１に対して間隔Ｄに相当する寸法分、後退した位置にある（図４（ａ））。
間隔Ｄは、図２に示すように、ファスナ本体２をさらに締め付けて、受け面４１が所定の陥没量で陥没したときに、絶縁座面３２１が受け面４１に所定の面圧で接触するように陥没量よりも少し小さく設定されている。その間隔Ｄは、一例として、軸部１０の直径（呼び径）が１／４インチのファスナ本体２の場合で約０．１ｍｍである。
絶縁部材３０は外板４よりも剛性が低いため、受け面４１は陥没面４１Ａの外側では陥没していない。陥没面４１Ａおよびその外側を繋ぐ立ち上がり面４１Ｂと、ファスナ座面２１１と、絶縁座面３２１との間には間隙１８が形成されている。
【００２３】
貫通孔４５の内面と軸部１０との間、およびカラー１３の内周と軸部１０との間には、所定のクリアランスが設定されているため、絶縁性のシーラント１５が充填されている。シーラント１５としては、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）を好適に用いることができる。
シーラント１５は、図示を省略するが、ファスナ座面２１１と受け面４１との間の面粗さに基づく微小な隙間、絶縁座面３２１と受け面４１との面粗さに基づく微小な隙間、および上述の間隙１８にも充填されている。したがって、微視的には、ファスナ座面２１１と受け面４１との間、および絶縁座面３２１と受け面４１との間にはシーラント１５が介在しているが、上述の定義に基づいて、ファスナ座面２１１および受け面４１は接触し、絶縁座面３２１および受け面４１も接触している。
さらに、絶縁頂部３１の側面３１Ｂと受け面４１との間には、シーラント１５と同様のシーラント１７が設けられている。シーラント１７により、外板４の外表面４Ａが全体に亘って平滑とされている。
シーラント１５，１７は、成分が溶媒に分散された流動物として部材間に充填された後、乾燥して固化される。
【００２４】
耐雷ファスナ１により外板４および支持材５を締結する手順について以下に説明する。
まず、シーラント１５の流動物を軸部１０および頭部２０に塗布した後、耐雷ファスナ１を貫通孔４５内に挿入する。次に、軸部１０の先端部１１にワッシャ１４を通してから、先端部１１にカラー１３を取り付ける。そして、ファスナ本体２の回転を規制しながら、工具でカラー１３を回転させることにより、ファスナ本体２を締め付ける。
【００２５】
ファスナ本体２を締め付けていくと、上述のようにファスナ座面２１１の延長線Ｌに対して間隔Ｄをおいて形成される絶縁座面３２１よりも先に、ファスナ座面２１１が受け面４１に接触する（図４（ａ））。このとき、絶縁部材３０は、受け面４１に対して間隔Ｄに相当する寸法分後退しており、受け面４１との間には隙間Ｓがあいている。
それにより、ファスナ本体２をさらに締め付け、受け面４１がファスナ座面２１１で押されて陥没したときに（図２）、絶縁部材３０は受け面４１に対して強くは押し付けられない。このため、絶縁部材３０は、外周側が反り上がらず、絶縁頂部３１が平坦に保たれる。そして、絶縁座面３２１の全体が受け面４１に対して平行に突き当てられて、所定の面圧で接触する。
【００２６】
上記のように耐雷ファスナ１を締結するときに、受け面４１の陥没に伴って、絶縁部材３０、外板４、およびファスナ本体２により囲まれる間隙１８が形成される。
以下、この間隙１８にシーラント１５が充填されるプロセスについて説明する。
シーラント１５の流動物が塗布されたファスナ本体２を締め付けていくと、図４（ａ）に示すように、ファスナ本体２が受け面４１に接触する。このとき、絶縁部材３０と受け面４１との間には隙間Ｓがあいており、その隙間Ｓに応じた量のシーラント１５の流動物が絶縁座面３２１と受け面４１との間に保持されている。
この状態からファスナ本体２をさらに締め付けると、受け面４１が次第に陥没し、それによって間隙１８（図２）が形成される一方、隙間Ｓが次第に埋まる。そのとき、絶縁座面３２１は、受け面４１に対してその全体に亘り一定の距離を保ちながら受け面４１に近接し、絶縁座面３２１の全体が同時に、受け面４１に所定の面圧で接触する。その過程で、シーラント１５の流動物が絶縁座面３２１と受け面４１との間から押し出され、その一部が間隙１８に流入する。それにより、間隙１８にシーラント１５の流動物が十分に充填されるので、間隙１８が空洞として残るのを避けられる。
【００２７】
上記と比較するため、図４（ｂ）を参照し、従来構造における間隙への充填状況について説明する。
ファスナ８０の座面８１と絶縁部材９０の座面９１とが同一面とされているため、座面８１が受け面１０１に接触すると同時に、座面９１も受け面１０１に接触する。このとき、座面８１，９１と受け面１０１との間には僅かな量のシーラント流動物が保持されている。座面８１，９１と受け面１０１との間に保持されるシーラントの量は、座面８１，９１と受け面１０１との接触時に決まり、それ以降は、座面８１，９１と受け面１０１との間にシーラント流動物が補充されることはない。
【００２８】
耐雷ファスナ１の締め付けを終えたら、カラー１３およびワッシャ１４に絶縁性のキャップ（図示しない）を被せ、キャップの開口の周縁部を支持材５に密着させて固定する。
そして、外板４の外表面４Ａに沿ってシーラント１７を設ける。そのとき、シーラント１７の流動物を絶縁頂部３１の側面３１Ｂと受け面４１との間に充填するとともに、その流動物が外表面４Ａと面一となるように平坦にならす。これにより、外板４の外表面４Ａの全体に亘り、十分な平滑性が得られる。
以上により、耐雷ファスナ１による締結作業、およびそれに付随する作業を完了する。
【００２９】
本実施形態では、絶縁部材３０によりファスナ本体２の頭部２０が覆われているため、外板４の被雷時、耐雷ファスナ１に雷電流が流れるのを抑制できる。それにより、ファスナ本体２、外板４、支持材５、およびカラー１３の相互の界面近傍で放電が発生するのを抑制できる。
また、シーラント１５，１７が部材相互の隙間に充填されているため、部材は相互に、シーラント１５，１７を介して密着している。仮に、部材相互の隙間にシーラント１５，１７が充填されていない空洞があると、そこで放電が発生するおそれがあるが、本実施形態では、上述の通り、間隙１８が空洞として残るのが阻止されているため、放電発生を抑制できる。
たとえ、大電流がファスナ本体２を流れて先端部１１側で放電が生じたとしても、そのスパークはキャップの内側に封じ込められる。
以上の複数の放電対策により、燃料の発火を防ぐ防爆性能がより確実なものとなる。
【００３０】
本実施形態によれば、上述したように、繊維強化樹脂の外板４を使用するために不可避である受け面４１の陥没に伴う２つの問題が、ファスナ座面２１１よりも絶縁座面３２１が後退していることによって解決されている。
第１に、陥没前には絶縁座面３２１と受け面４１との間には隙間Ｓが存在するので、ファスナ本体２が受け面４１に食い込んでも絶縁座面３２１が受け面４１に強くは押し付けられないため、絶縁部材３０を平坦に維持できる。これにより、航空機の機体に要求される平滑度を確保することができる。
第２に、陥没前に存在する隙間Ｓにシーラント１５の流動物が保持されるために、陥没の進行に伴って隙間Ｓが埋まるにつれて、絶縁座面３２１と受け面４１との間の流動物を間隙１８に追い込んで封入できる。これにより、放電発生を抑制できるので、防爆性能を高められる。
上記２つの問題は、ファスナ座面２１１よりも絶縁座面３２１が後退していない従来構造において絶縁部材３０の反り量を見込んで、外板外表面が平滑となるように絶縁頂部３１に予め傾斜を付けるだけでは解決されない。環境変動による締付力の変動があるため、平滑度要求を満足できないためである。
【００３１】
本実施形態では、絶縁座面３２１が後退している寸法である間隔Ｄの設定により、上空の低温下でシーラント１５が収縮したことによって絶縁座面３２１と受け面４１との間の面圧が低下しても、両者間に隙間を生じさせないのに足りる面圧が確保されている。これにより、隙間を通じて機体の外部から水やガス、塵埃等が侵入するのを防止できるとともに、間隙１８内に封入されたシーラント１５が隙間から脱落するのも防止できる。
【００３２】
上述した以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施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。
上記実施形態では、絶縁座面３２１がファスナ座面２１１と平行に形成されていたが、平行とされていなくてもよい。
特に、図５に示すように、ファスナ座面２１１の延長線Ｌと絶縁座面３２１との間隔Ｄが、ファスナ座面２１１と絶縁座面３２１との境界側よりも、その反対側で小さくなるように、絶縁座面３２１の傾斜角度を調整すると、絶縁座面３２１と受け面４１（図２）との間の外表面４Ａ側での面圧を高く確保できる。間隙１８へのシーラント１５の流動物の封入もスムーズである。
図５の構成も、ファスナ座面２１１よりも絶縁座面３２１が後退しているので、上記実施形態で述べたのと同様の効果が得られる。
【００３３】
あるいは、図６に示すように、絶縁座面３２１の外周側（外表面４Ａ側）に、受け面４１に向けて突出する凸部３２１Ａを周方向に沿って形成することもできる。ファスナ本体２を締め付けると、凸部３２１Ａが受け面４１に押し付けられるとともに、絶縁座面３２１の他の部分が受け面４１に接触する。
このように絶縁座面３２１に局所的に凸部３２１Ａを設けると、絶縁部材３０の反りを極力抑えつつ、絶縁座面３２１と受け面４１との間の面圧を高く確保できる。なお、締結後の絶縁頂部３１をより平坦とするため、凸部３２１Ａが位置する外周側で絶縁頂部３１の板厚を薄くしてもよい。図６の例では、絶縁頂部３１の板厚が外周側３１１では中央部３１２よりも薄くなるように、絶縁頂部３１に傾斜が付けられている。
本発明は、ファスナ座面２１１よりも絶縁座面３２１が後退している構成を前提に、絶縁頂部３１に傾斜が付けられている構成を許容する。
【００３４】
本発明に係るファスナは、繊維強化樹脂により形成される構造材全般に適用できる。その構造材は、主構造が繊維強化樹脂により形成されていれば足りる。
【符号の説明】
【００３５】
１      耐雷ファスナ
２      ファスナ本体
４      外板
４Ａ    外表面
５      支持材
１０    軸部
１１    先端部
１３    カラー
１４    ワッシャ
１５，１７  シーラント
１８    間隙
２０    頭部
２１    ファスナ傾斜部
２２    ファスナ頂部
３０    絶縁部材
３１    絶縁頂部
３２    絶縁傾斜部
４０    外板貫通孔
４１    受け面
４１Ａ  陥没面
４１Ｂ  立ち上がり面
４５    貫通孔
５０    支持材貫通孔
２１１  ファスナ座面
２２０  係合凸部
３２０  係合凹部
３２１  絶縁座面（接触面）
３２１Ａ  凸部
Ｄ      間隔
Ｌ      延長線
Ｓ      隙間
【図１】
2014080055.tif 000003
【図２】
2014080055.tif 000004
【図３】
2014080055.tif 000005
【図４】
2014080055.tif 000006
【図５】
2014080055.tif 000007
【図６】
2014080055.tif 000008
【図７】
2014080055.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月22日(2013.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂材料により形成される外板と、前記外板の裏側を支持する支持材と、前記外板および前記支持材を締結するための耐雷ファスナであって、
前記耐雷ファスナは、前記外板および前記支持材を貫通する軸部、および前記外板の外表面側に位置する頭部を有する金属製のファスナ本体と、
絶縁性の樹脂材料により形成され、前記頭部に装着される絶縁部材と、を備え、
前記頭部には、円錐台状の座面が形成され、
前記外板には、前記座面に倣う受け面が形成され、
前記絶縁部材には、前記座面よりも後退しており、前記座面に対向する前記受け面の領域が陥没することにより前記受け面に接触する接触面が形成されている、
ことを特徴とする耐雷ファスナ。
【請求項２】
前記受け面の陥没により、前記絶縁部材、前記外板、および前記ファスナ本体の間に形成される間隙には、絶縁性のシーラントが封入されている、
請求項１に記載の耐雷ファスナ。
【請求項３】
前記接触面は、前記受け面に所定の面圧で接触する、
請求項１または２に記載の耐雷ファスナ。
【請求項４】
前記接触面は、前記座面の延長線に対して間隔をおいて、前記座面と平行に形成されている、
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】
前記接触面よりも前記外表面側に、前記受け面と前記絶縁部材との間を埋める絶縁性のシーラント材が設けられている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の耐雷ファスナ。
【請求項６】
繊維強化樹脂材料により形成される外板と、
前記外板の裏側を支持する支持材と、
前記外板および前記支持材を締結する請求項１から５のいずれか一項に記載の耐雷ファスナと、を備える、
ことを特徴とする航空機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、航空機、および航空機の構造材を締結するための耐雷ファスナに関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、繊維強化樹脂材料により形成される外板と、外板の裏側を支持する支持材と、外板および支持材を締結するための耐雷ファスナであって、耐雷ファスナは、外板および支持材を貫通する軸部、および外板の外表面側に位置する頭部を有する金属製のファスナ本体と、絶縁性の樹脂材料により形成され、頭部に装着される絶縁部材と、を備えている。
頭部には、外板に接触する円錐台状の座面が形成されている。
外板には、座面に倣う受け面が形成されている。
そして、本発明は、絶縁部材に、ファスナ本体の座面よりも後退しており、座面に対向する受け面の領域が陥没することにより受け面に接触する接触面が形成されていることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
一般に、耐雷ファスナの外周に絶縁性のシーラントを塗布してから、耐雷ファスナを外板および支持材の貫通孔に挿入して締結を行う。このようにしてシーラントを耐雷ファスナと外板および支持材との間に設けることにより、機体の外部から水やガス、塵埃等が侵入するのを防ぐとともに、耐雷ファスナの絶縁耐力を高めている。
ここで、受け面の陥没に伴って、絶縁部材、外板、およびファスナ本体の間には間隙が生じる。この間隙にシーラントが充填されないと、その空洞とされた間隙で放電が発生し易い。
本発明によれば、以下に示すプロセスにより、その間隙にシーラントが充填される。
座面が受け面に接触したとき、接触面と受け面との間には隙間があいており、その隙間に応じた量のシーラント流動物が接触面と受け面との間に保持されている。この状態からファスナ本体を締め付けると、受け面が次第に陥没し、それによって間隙が形成される一方、接触面と受け面との間の隙間が次第に埋まるので、隙間にあるシーラント流動物が絶縁部材、外板、およびファスナ本体の間の間隙に追い込まれて封入（充填）される。これにより、間隙が空洞として残るのを避けられるので、放電発生を抑制できる。
以上より、本発明は、受け面の陥没により、絶縁部材、外板、およびファスナ本体の間に形成される間隙に、絶縁性のシーラントが封入されている構成を包含する。
ここで、本明細書の全体において、ファスナ本体の座面と受け面との間、および、絶縁部材の接触面と受け面との間の「接触」は、それらの接触面の微小な凹凸の間にシーラントが入り込んだ状態をも含むと定義する。
本発明では、接触面が、受け面に所定の面圧で接触することが好ましい。
また、本発明では、接触面が、座面の延長線に対して間隔をおいて、座面と平行に形成されていることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の航空機は、繊維強化樹脂材料により形成される外板と、外板の裏側に配置される支持材と、外板および支持材を締結する上述の耐雷ファスナと、を備えることを特徴とする。