(57)【要約】【解決手段】ファスナー１０は、細長い部分１５と、支持面１９を有するヘッドと、雌ねじ部分２１とを有するスリーブ１４と；スリーブ１４内に配置され、ヘッドと、スリーブ１４のねじ部と螺合可能な雄ねじ部とを有するシャンク部とを有するコアボルト１２と；を備える。インサート４８がスリーブ１４内に配置され、コアボルト１２の一部を取り囲む。シール要素３８はスリーブ１４に取り付けられ、スリーブ１４のヘッドの支持面１９と並置される。ファスナー１０は構造体中に取り付けられるように構成される。ファスナー１０の電気的接触は、ファスナーと構造体との間の電位差を減少させ、これは、電磁波の連続伝搬のための直接経路を提供し、電磁波の散乱を低減し、電磁シグネチャーを最小にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファスナーであって、前記ファスナーは、
スリーブであって、前記スリーブは、第一の端部と前記第一の端部の反対側の第二の端部とを有する細長い部分と、前記細長い部分の前記第一の端部に配置されたヘッドと、前記細長い部分の前記第二の端部に配置された雌ねじ部と、を有し、前記ヘッドは、その下面に配置された支持面を備える、スリーブと、
コアボルトであって、前記コアボルトは、前記スリーブ内に配置され、第一の端部と、前記コアボルトの前記第一の端部と反対側の第二の端部と、前記コアボルトの前記第一の端部に配置されたヘッドと、前記コアボルトの前記第二端部に近接して配置された雄ねじ部を有するシャンク部と、を有し、前記コアボルトの前記ねじ部は、前記スリーブの前記ねじ部と螺合可能である、コアボルトと、
前記スリーブに取り付けられ、前記スリーブの前記ヘッドの前記支持面と並置される、シール要素と、
を備える、ファスナー。
【請求項２】
前記シール要素は銅で作られる、請求項１に記載のファスナー。
【請求項３】
前記シール要素は、シール部分と、前記シール部分から傾斜して延在するリップと、を備える、請求項１に記載のファスナー。
【請求項４】
前記シール要素は、前記シール部分から軸方向に延在する管状部分を備える、請求項３に記載のファスナー。
【請求項５】
前記シール要素の前記シール部分は、約５ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の厚さを有する、請求項４に記載のファスナー。
【請求項６】
前記スリーブ内に配置され、前記コアボルトの一部を囲むインサートを更に備える、請求項１に記載のファスナー。
【請求項７】
前記スリーブの前記細長い部分は、前記インサートに近接するバンドアニール部分を備える、請求項６に記載のファスナー。
【請求項８】
前記インサートは、前記コアボルトの前記ねじ部と螺合可能な雌ねじを有する管状部材を備える、請求項６に記載のファスナー。
【請求項９】
前記インサートは、台形の断面を有し、前記コアボルトの前記ねじ部の周りおよび内部にコイル状に巻かれたコイルばねを備える、請求項６に記載のファスナー。
【請求項１０】
前記コアボルトの前記ヘッドは皿頭を備える、請求項１に記載のファスナー。
【請求項１１】
前記スリーブの前記ヘッドは、前記コアボルトの前記皿頭を受容するように寸法決めされ、成形される、請求項１０に記載のファスナー。
【請求項１２】
前記コアボルトは、前記コアボルトの前記ヘッドに取り外し可能に取り付けられる第二のヘッドを備え、前記第二のヘッドはファスナー取り付け工具によって係合されるように構成される、請求項１に記載のファスナー。
【請求項１３】
組み合わせであって、
構造体と、
前記構造体内に取り付けられたファスナーであって、前記ファスナーは、スリーブを含んでおり、前記スリーブは、第一の端部と前記第一の端部の反対側の第二の端部とを有する細長い部分と、前記細長い部分の前記第一の端部に配置されたヘッドと、前記細長い部分の前記第二の端部に配置された雌ねじ部と、を有し、前記ヘッドは、その下面に配置された支持面を備える、ファスナーと、
コアボルトであって、前記コアボルトは、前記スリーブ内に配置され、第一の端部と、前記コアボルトの前記第一の端部の反対側の第二の端部と、前記コアボルトの前記第一の端部に配置されたヘッドと、前記コアボルトの前記第二端部に近接して配置された雄ねじ部を有するシャンク部と、を有し、前記コアボルトの前記ねじ部は、前記スリーブの前記ねじ部と螺合可能である、コアボルトと、
前記スリーブに取り付けられ、前記スリーブの前記ヘッドの前記支持面と並置される、シール要素と、
を備える、組み合わせ。
【請求項１４】
前記シール要素は銅で作られる、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項１５】
前記シール要素は、シール部分と、前記シール部分から傾斜して延在するリップと、を備える、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項１６】
前記シール要素は、前記シール部分から軸方向に延在する管状部分を備える、請求項１５に記載の組み合わせ。
【請求項１７】
前記シール要素の前記シール部分は、約５ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の厚さを有する、請求項１６に記載の組み合わせ。
【請求項１８】
前記スリーブ内に配置され、前記コアボルトの一部を囲むインサートを更に備える、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項１９】
前記スリーブの前記細長い部分は、前記インサートに近接するバンドアニール部分を備える、請求項１８に記載の組み合わせ。
【請求項２０】
前記インサートは、前記コアボルトの前記ねじ部と螺合可能な雌ねじを有する管状部材を備える、請求項１８に記載の組み合わせ。
【請求項２１】
前記インサートは、台形の断面を有し、前記コアボルトの前記ねじ部の周りおよび内部にコイル状に巻かれたコイルばねを備える、請求項１８に記載の組み合わせ。
【請求項２２】
前記コアボルトの前記ヘッドは皿頭を備える、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項２３】
前記スリーブの前記ヘッドは、前記コアボルトの前記皿頭を受容するように寸法決めされ、成形される、請求項２２に記載の組み合わせ。
【請求項２４】
前記コアボルトは、前記コアボルトの前記ヘッドに取り外し可能に取り付けられる第二のヘッドを備え、前記第二のヘッドはファスナー取り付け工具によって係合されるように構成される、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項２５】
前記構造体は複合材料を含む、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項２６】
前記構造体は実質的に複合材料から作られる、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項２７】
前記構造体は部分的に複合材料から作られる、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項２８】
前記構造体は金属材料を含む、請求項１３に記載の組み合わせ。
【請求項２９】
前記金属材料はアルミニウムである、請求項２８に記載の組み合わせ。
【請求項３０】
前記構造体は実質的に金属材料から作られる、請求項２８に記載の組み合わせ。
【請求項３１】
前記構造体は部分的に金属材料から作られる、請求項２８に記載の組み合わせ。
【請求項３２】
前記構造体は前記構造体の外面上に金属メッシュを備え、前記ファスナーがその取付け位置にある場合、前記ファスナーの前記シール要素は前記金属メッシュと直接物理的かつ電気的に接触している、請求項１５に記載の組み合わせ。
【請求項３３】
前記金属メッシュは銅から作られ、前記シール要素は銅から作られる、請求項３２に記載の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
本出願は、共同所有されている同時係属中の２０１６年１２月１３日に出願された「ＲＥＤＵＣＥＤ  ＥＬＥＣＴＲＯＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＳＩＧＮＡＴＵＲＥ  ＯＦ  ＣＯＮＦＯＲＭＩＮＧ  ＣＯＮＩＣＡＬ  ＳＥＡＬ  ＦＡＳＴＥＮＥＲ  ＳＹＳＴＥＭＳ（共形コニカルシールファスナーシステムの低減した電磁シグネチャー）」と題する、米国仮特許出願第６２／４３３，５４５号の優先権を主張し、その全内容は引用することによりここに組み込まれる。
【０００２】
本発明はファスナーに関し、より具体的には電磁シグネチャーを低減する共形コニカルシールを有するファスナーに関する。
【背景技術】
【０００３】
異方性抵抗特性および高い接触抵抗は、ファスナーによって接合される航空機部分の電気的に接続される領域内の電流経路および結果として生じる電界に直接影響を与える。これらの電気的な不規則性はまた、高周波に対する航空機の電磁応答にも直接影響する。望まれるものは、ファスナーの縁部における、接触抵抗レベルを低減させ且つ電気機械的形状を修正することによってファスナーヘッド周囲の電気的導通を最適化するファスナーである。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、ファスナーであって、ファスナーは、スリーブであって、スリーブは、第一の端部と第一の端部の反対側の第二の端部とを有する細長い部分と、細長い部分の第一の端部に配置されたヘッドと、細長い部分の第二の端部に配置された雌ねじ部と、を有し、ヘッドは、その下面に配置された支持面を備える、スリーブと；コアボルトであって、コアボルトは、スリーブ内に配置され、第一の端部と、コアボルトの第一の端部の反対側の第二の端部と、コアボルトの第一の端部に配置されたヘッドと、コアボルトの第二の端部に近接して配置された雄ねじ部を有するシャンク部と、を有し、コアボルトのねじ部は、スリーブのねじ部と螺合可能である、コアボルトと；スリーブに取り付けられ、スリーブのヘッドの支持面と並置される、シール要素と；を備える、ファスナー。
【０００５】
一実施形態では、シール要素は銅から作られている。一実施形態では、シール要素は、シール部分と、シール部分から傾斜して延在するリップとを備える。一実施形態では、シール要素は、シール部分から軸方向に延在する管状部分を備える。一実施形態では、シール要素のシール部分は、約５ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の厚さを有する。一実施形態では、ファスナーは、スリーブ内に配置され、コアボルトの一部を囲むインサートを更に備える。一実施形態では、スリーブの細長い部分は、インサートに近接するバンドアニール部分を備える。一実施形態では、インサートは、コアボルトのねじ部と螺合可能な雌ねじを有する管状部材を備える。一実施形態では、インサートは、台形の断面を有し、コアボルトのねじ部の周りおよび内部にコイル状に巻かれたコイルばねを備える。一実施形態では、コアボルトのヘッドは皿頭を備える。一実施形態では、スリーブのヘッドは、コアボルトの皿頭を受容するように寸法決めされ、成形される。一実施形態では、コアボルトは、コアボルトのヘッドに取り外し可能に取り付けられた第二のヘッドを備え、第二のヘッドはファスナー具取り付け工具によって係合されるように構成される。
【０００６】
別の実施形態では、組み合わせであって、構造体と；構造体内に取り付けられたファスナーであって、ファスナーは、スリーブであって、スリーブは、第一の端部と第一の端部の反対側の第二の端部とを有する細長い部分と、細長い部分の第一の端部に配置されたヘッドと、細長い部分の第二の端部に配置された雌ねじ部と、を有し、ヘッドは、その下面に配置された支持面を備える、スリーブと；コアボルトであって、コアボルトは、スリーブ内に配置され、第一の端部と、コアボルトの第一の端部の反対側の第二の端部と、コアボルトの第一の端部に配置されたヘッドと、コアボルトの第二端部に近接して配置された雄ねじ部を有するシャンク部と、を有し、コアボルトのねじ部は、スリーブのねじ部と螺合可能である、コアボルトと；スリーブに取り付けられ、スリーブのヘッドの支持面と並置される、シール要素と；を備える、ファスナーと；の組み合わせ。
【０００７】
一実施形態では、シール要素は銅から作られている。一実施形態では、シール要素は、シール部分と、シール部分から傾斜して延在するリップとを備える。一実施形態では、シール要素は、シール部分から軸方向に延在する管状部分を備える。一実施形態では、シール要素のシール部分は、約５ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の厚さを有する。一実施形態では、ファスナーは、スリーブ内に配置され、コアボルトの一部を囲むインサートを更に備える。一実施形態では、スリーブの細長い部分は、インサートに近接するバンドアニール部分を備える。一実施形態では、インサートは、コアボルトのねじ部と螺合可能な雌ねじを有する管状部材を備える。一実施形態では、インサートは、台形の断面を有し、コアボルトのねじ部の周りおよび内部にコイル状に巻かれたコイルばねを備える。一実施形態では、コアボルトのヘッドは皿頭を備える。一実施形態では、スリーブのヘッドは、コアボルトの皿頭を受容するように寸法決めされ、成形される。一実施形態では、コアボルトは、コアボルトのヘッドに取り外し可能に取り付けられた第二のヘッドを備え、第二のヘッドはファスナー具取り付け工具によって係合されるように構成される。
【０００８】
一実施形態では、構造体は複合材料を含む。一実施形態では、構造体は実質的に複合材料から作られる。一実施形態では、構造体は部分的に複合材料から作られる。一実施形態では、構造体は金属材料を含む。一実施形態では、金属材料はアルミニウムである。一実施形態では、構造体は実質的に金属材料から作られる。一実施形態では、構造体は部分的に複合材料から作られる。一実施形態では、構造体は構造体の外面上に金属メッシュを備え、ファスナーがその設置位置にある場合、ファスナーのシール要素は金属メッシュと直接物理的かつ電気的に接触している。一実施形態では、金属メッシュは銅から作られ、シール要素は銅から作られる。
【０００９】
一実施形態では、本発明のファスナーは、コアボルトと、コアボルトを受容するように構成されるスリーブと、スリーブに取り付けられスリーブのヘッドの支持面と並置されるシール要素と、を備える。ファスナーが構造体内に取り付けられる場合、シール要素は、スリーブのヘッドと構造体との間の固有の微小粗さに共形し、したがって、スリーブのヘッド周辺の接触抵抗が減少し、その結果、ファスナーと構造体との間の電気的密接性が最適化され、ひいては構造体の電磁シグネチャーが低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるファスナーの側面図である。
【図２】図２は、図１に示されるファスナーで使用されるシール要素の一実施形態の上面図である。
【図３】図３は、図２に示されるシール要素の側面図である。
【図４】図４は、ファスナーを複数のワークピースに取り付けた状態の、図１に示すファスナーの部分断面斜視図である。
【図５】図５は、図１に示される複数のファスナーの上面斜視図であり、いくつかはワークピース内の取り付けられる前の位置に示されており、いくつかはワークピース内の取り付けられた位置に示されている。
【図６】図６は、取り付けられた状態の図１に示されるファスナーの上面図である。
【図７】図７は、共形シール要素を有するファスナーの別の実施形態の側面図である。
【図８】図８は、選択された表面が材料で被覆されたピン部材と、ピン部材と組み合わされたシール要素とを有するファスナーの別の実施形態の側面図である。
【図９】図９〜図１１は、構造体に取り付けられた図８に示されるファスナーを例示する顕微鏡写真である。
【図１０】図９〜図１１は、構造体に取り付けられた図８に示されるファスナーを例示する顕微鏡写真である。
【図１１】図９〜図１１は、構造体に取り付けられた図８に示されるファスナーを例示する顕微鏡写真である。
【図１２】図１２Ａおよび図１２Ｂは、それぞれ、サンディング／研削工程の前後の図８のファスナーの概略図である。
【図１３】図１３および図１４は、それぞれ、上に銅メッシュ層を有する構造体上に取り付けられた、シール要素のないおよびシール要素を有する図８のファスナーの写真である。
【図１４】図１３および図１４は、それぞれ、上に銅メッシュ層を有する構造体上に取り付けられた、シール要素のないおよびシール要素を有する図８のファスナーの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１および図４を参照すると、一実施形態では、ファスナー１０は、複数のワークピース１００、１０２を互いに固定するように構成されている。一実施形態では、ファスナー１０はブラインドボルトファスナーである。一実施形態では、ファスナー１０は、コアボルト１２と、コアボルト１２を受容するように寸法決めされ、成形されるスリーブ１４とを備える。一実施形態では、スリーブ１４は、細長い部分１５とその一端に位置するヘッド１６とを備える。一実施形態では、ヘッド１６は、コアボルト１２を受容するように寸法決めされ、成形される中央開口部１７を有する第一の表面１８と、第一の表面１８の反対側（すなわちヘッド１６の下面）の支持面１９とを備える。一実施形態では、コアボルト１２は、スリーブ１４のヘッド１６の第一の表面１８上およびスリーブ１４の中央開口部１７の周囲に円周方向に配置される複数の凹部２０を備える（図４参照）。一実施形態では、凹部２０は、（図には示されていない）ファスナー取り付け工具の一方の端部に配置された噛み合い機構によって係合するように構成される。一実施形態では、スリーブ１４の細長い部分１５は雌ねじ部２１を備える（図４参照）。
【００１２】
更に図１および図４を参照すると、一実施形態では、コアボルト１２は、第一の端部と第一の端部の反対側の第二の端部とを有し、スリーブ１４を通って延在するように寸法決めされ、成形される細長いシャンク２２を備える。一実施形態では、スリーブ１４は、ワークピース１００、１０２の開口部内に挿入されるように寸法決めされ、成形される。一実施形態では、コアボルト１２のシャンク２２は、滑らかな円筒形部分２４と、シャンク２２の第二の端部に配置されるねじ部２６とを備える。一実施形態では、シャンク２２のねじ部２６は、シャンク２２の滑らかな円筒形部分２４の直径よりも小さい直径を備える。一実施形態では、コアボルト１２のねじ部２６は、スリーブ１４のねじ部２１と螺合するように構成されている。一実施形態では、コアボルト１２は、シャンク２２の第一の端部に、および滑らかな円筒部分２４に隣接して配置される第一のヘッド２８を備える。一実施形態では、ヘッド２８は円錐台形状である。一実施形態では、ヘッド２８に隣接し、またコアボルト１２の一部を形成するのは、（図に示されていない）取り付け工具に取り付けられる適切なドライバーによって係合可能なスプラインまたはねじ山３４（図１参照）を有する折れやすい第二のヘッド３２である。一実施形態では、第一および第二のヘッド２８、３２は一体的に形成される。一実施形態では、第一のヘッド２８と第二のヘッド３２の中間部は、コアボルト１２の最も弱い点を画定し、ファスナー１０がセットされた後に第二のヘッド３２に加えられる回転力に応答してねじり剪断で破断するように構成されるブレイクネック溝または部分３６である。
【００１３】
いくつかの実施形態では、コアボルト１２およびスリーブ１４は、構造および機能が、（１）２００７年１２月１８日にＨｕｃｋ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．に交付されたＨｕｆｎａｇｌらによる「Ｂｌｉｎｄ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  ａｎｄ  Ｎｏｓｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｂｌｉｎｄ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ（ブラインドファスナーおよびその据え付け用のノーズアセンブリ）」と題する米国特許第７，３０８，８４２号、または（２）Ａｒｃｏｎｉｃ  Ｉｎｃ．名義で２０１６年７月２８日に公開されたＨｕｆｎａｇｌらによる「Ｂｌｉｎｄ  Ｆａｓｔｅｎｅｒｓ（ブラインドファスナー）」と題する米国特許出願公開第2０１６／０２１５８０４号、のいずれかに開示されている対応する要素に類似し、その全内容は参照によりここに組み込まれ、この一部をなす。
【００１４】
図１〜図３を参照すると、一実施形態では、共形シール要素３８がスリーブ１４の細長い部分１５に取り付けられ、スリーブ１４のヘッド１６の支持面１９と並置される。一実施形態では、シール要素３８はスリーブ１４とは別体である。一実施形態では、シール要素３８をワークピース１００の穴の中に配置し、そしてファスナー１０の取り付け中にスリーブ１４をシール要素３８内に挿入して接触させることができる。一実施形態では、シール要素３８は円錐台形状であり、中央に配置された円形開口部４０を含み、開口部は、スリーブ１４の細長い部分１５の周囲に嵌合するように寸法決めされ、成形され、スリーブ１４のヘッド１６の支持面１９と並置される。一実施形態では、シール要素３８はシール部分４２を備える。一実施形態では、シール部分４２は円錐台形状である。別の実施形態では、リップ４４がシール部分４２の一つの側面から延在する。一実施形態では、リップ４４はシール部分４２から上方に傾斜している。一実施形態では、リップ４４はシール部分４２から斜めに傾斜している。別の実施形態では、管状部分４６がシール部分４２の反対側（すなわちリップ４４の反対側）から軸方向に延在する。一実施形態では、管状部分４６は、シール要素３８の全長と比較して非常に短い長さを備える。一実施形態では、シール要素３８は銅から作られている。一実施形態では、シール要素３８のシール部分４２は、約５ミクロン〜約１００ミクロンの範囲の厚さを有する。
【００１５】
いくつかの実施形態では、シール要素３８は、２０１６年９月２９日に公開されたＫａｍａｌらによる「ＣＯＡＴＥＤ  ＦＡＳＴＥＮＥＲＳ  ＷＩＴＨ  ＣＯＮＦＯＲＭＩＮＧ  ＳＥＡＬＳ（共形シールを有する被覆されたファスナー）」と題する米国特許出願公開第２０１６／０２８１７６０号に開示されている対応する要素に構造または機能が同一または類似し、その全内容は参照によりここに組み込まれ、この一部をなす。
【００１６】
図４を参照すると、一実施形態では、ファスナー１０はインサート４８を備える。一実施形態では、インサート４８の雌ねじは、コアボルト１２のねじ部２６を受けて螺合する。一実施形態では、インサート４８は、潤滑性を有する材料から形成される。一実施形態では、インサート４８は銅から作られている。別の実施形態では、インサート４８は、ねじのかじりを防止するのに適した摩擦特性を有し、スリーブ１４のバルブ形成を助けるのに十分な展性を有する他の材料（例えば、他の金属、プラスチックなど）を含むことができる。いくつかの実施形態では、インサート４８は、前述のＨｕｆｎａｇｌによる米国特許出願公開第２０１６／０２１５８０４号に開示されている対応する要素に構造および機能が類似し、その全内容は参照によりここに組み込まれ、この一部をなす。一実施形態では、スリーブ１４の細長い部分１５は、スリーブ１４のバルブ形成を容易にするためにバンドアニール部分を含む。一実施形態では、バンドアニール部分はインサート４８に近接して配置される。一実施形態では、ファスナー１０はインサート４８を備えず、バンドアニール部分はスリーブ１４のバルブ形成を容易にする。
【００１７】
一実施形態では、（図に示されていない）ノーズアセンブリを有する回転式取り付け工具がファスナー１０を固定するために提供される。一実施形態では、コアボルト１２の第二のヘッド３２のスプラインまたはねじ山３４は、（図に示されていない）工具のドライバーの相補的なスプラインまたはねじ山と係合する。上述のように、凹部２０は、ファスナー取り付け工具の一方の端部に配置される噛み合い機構によって係合するようになっている。
【００１８】
スリーブ１４に対するコアボルト１２の回転はインサート４８を圧縮する。インサート４８は外側に（即ち、コアボルト１２から離れる方向に）変形し、スリーブ１４はそれに対応して変形する。インサート４８およびスリーブ１４のこのような変形はバルブ５０の形成を引き起こす（図４参照）。ワークピース１００、１０２は、ワークピース１０２のブラインド側のバルブ５０と、取り付け工具によってアクセス可能であるワークピース１００の側のスリーブ１４のヘッド１６との間に固定される。取り付け中に、ねじり荷重がコアボルト１２に蓄積し、ブレイクネック溝または部分３６はねじり剪断または回転せん断で破断する。図に示すように、第二のヘッド３２はブレイクネック溝３６で折れ、コアボルト１２の第一のヘッド２８は、図４に示すように、スリーブ１４のヘッド１６、特にヘッド１６の第一の表面１８と同じ高さ、または実質的に同じ高さとなる。更に、シール要素３８は、最小の機械的負荷でファスナー１０（例えばスリーブ１４のヘッド１６の支持面１９）とワークピース１００との間の実際の接触面積を最大にするように構成される。一実施形態では、ワークピース１００、１０２は複合材料を含む。別の実施形態では、ワークピース１００、１０２は実質的に複合材料から作られる。別の実施形態では、ワークピース１００、１０２は部分的に複合材料から作られる。別の実施形態では、ワークピース１００、１０２は金属材料を含む。一実施形態では、金属材料はアルミニウムである。別の実施形態では、ワークピース１００、１０２は実質的に金属材料から作られる。別の実施形態では、ワークピース１００、１０２は部分的に金属材料から作られる。
【００１９】
一実施形態では、共形シール要素３８は、巨視的な共形性を提供する比較的柔らかいが導電性の高い基層と、微視的な適合性を提供するより柔らかい最上層と、を有する多層構造を備える。
【００２０】
図５は複数のファスナー１０を示し、そのうちの二つはワークピース内の取り付けられる前の位置で左側に示され、そのうちの二つはワークピース内の取り付けられた位置で右側に示される。図６は、ヘッド３２の取り外しの結果として、折られた部分３６の残部を滑らかにするために研削する工程の後のワークピース内に取り付けられたファスナー１０を示す。
【００２１】
図７は、共形のシール要素１３８を有するピン部材１１２を有するファスナー１１０の実施形態を示す。ピン部材１１２およびシール要素１３８の構造の更なる詳細は、前述の組み込まれたＫａｍａｌらの米国特許出願公開第２０１６／０２８１７６０号に記載されている。図８は、材料で被覆された選択された表面を有すピン部材２１２と、ピン部材２１２と組み立てられたシール要素２３８とを有するファスナー２１０の別の実施形態を示す。ピン部材２１２およびシール要素２３８の構造の更なる詳細は、前述の組み込まれたＫａｍａｌらの米国特許出願公開第２０１６／０２８１７６０号に記載されている。
【００２２】
図９〜図１１は、構造体４００に取り付けられた図８に示すピン部材２１２およびシール要素２３８を例示する顕微鏡写真である。シール要素２３８は、最小の機械的負荷でファスナー（例えば、ピン部材２１２のヘッドの支持面）と構造体４００との間の実際の接触面積を最大にするように構成される。
【００２３】
図１２Ａおよび図１２Ｂはそれぞれ、サンディング工程の前後における図８の取り付けられたファスナー２１０の概略図であり、一方、図１３および図１４はそれぞれ、銅メッシュ５００を有する構造体におけるシール要素２３８のないおよびシール要素２３８を有する取り付けられた図８のファスナー２１０の写真である。サンディング工程を含む取り付け方法は、前述の組み込まれたＫａｍａｌらの米国特許出願公開第２０１６／０２８１７６０号に更に詳細に論じられている。
【００２４】
一実施形態では、ファスナー１０、１１０、２１０は、電気的導通を最適化し、ファスナー１０、１１０、２１０とそれらに関連する周囲構造体との間の電磁応答を修正する。ファスナー１０、１１０、２１０の電界緩和に加えて改善された電流輸送は、落雷保護用途におけるそれらの性能に直接関係している。ファスナー１０、１１０、２１０は、航空機内外の両用途のための特定の締結要件に適応可能である。更に、シール要素３８、１３８、２３８の多層金属設計およびファスナー１０、１１０、２１０の幾何学的特徴を、特定の物理的要件を最適化するように調整することができる。
【００２５】
ファスナー１０、１１０、２１０は金属および複合体の航空機構造体の両方における用途および取り付けに適しているが、それらの共形性によりファスナー１０、１１０、２１０と、落雷保護のために複合材料の外面上で頻繁に使用されるエキスパンドメタルメッシュ５００との間で直接接続が可能になる（図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１３、図１４参照）。ファスナー穴にはかなりの幾何学的変動があり、ファスナー１０、１１０、２１０の軸方向位置は時には同じ高さではないので、シール要素３８、１３８、２３８を使用すると、ファスナーヘッド（例えば、それぞれスリーブヘッドおよびピンヘッド）の周囲の周りの５００メッシュのメッシュストランド接触点と連続的電気的に接触することができる。強化されたメッシュ／材料接続は、メッシュストランドの電流負荷分布を最適化し、それによりストランドの融着寿命が延び、外皮表面にわたって効率的に輸送される電流または電磁波エネルギー量が増加する。ファスナー１０、１１０、２１０の軽い重量によりそれらは非常に望ましいものとなり、航空機メーカーは、航空機表面のインピーダンス特性を改善しながら、より低密度のメッシュ（より軽い航空機重量）を使用することによって、より優れた重量／性能比を達成することができるので、これらの特性は多くの航空宇宙用途にとって非常に有利である。
【００２６】
一実施形態では、ファスナー界面領域の物理的性質の変化により、電磁特性が改善される。一実施形態では、ファスナー１０、１１０、２１０は、構造体とファスナーヘッドの縁部／表面との間に一般的に形成されるギャップ領域を最小化する。優れた電気的導通と表面の不規則性の減少により、レーダー吸収材料（ＲＡＭ）の必要性を最小限にして電磁波応答が改善され、均質で低散乱の電気回路網が保証される。例えば、ファスナー１０に関して、変形可能なインサート４８は、スリーブ１４を半径方向に拡張させてバルブ５０を形成し、それにより構造体の内面との電気的接続を確立する。一実施形態では、ファスナー１０の電気的接触は、ファスナーヘッド１６と、バルブ５０と構造体（例えば、ワークピース１０２）との間の接触領域との間の電位差を効果的に減少させる。これは、電流および電界の応答を改善するだけでなく、電磁波の連続伝搬のための直接経路を提供する。したがって、ファスナー１０は、内部の電気的不連続性を大幅に低減し、ファスナー１０内の浮遊面および縁部を最小にし、結果として、電磁波の散乱が低減し（低減されたレーダー断面積）、電磁シグネチャーを最小にすることができる。
【００２７】
また、ファスナー１０は、ファスナーヘッド（例えば、スリーブ１４のヘッド１６およびシール要素３８）の下の表面全体に沿って構造体のより深く貫入する密接な電気的結合を形成し、このこともまた、電磁波散乱が表面下で不連続性を形成する電位を下げる。ファスナー１０を使用することにより電気経路の完全性は非常に優れ、その均一な表面特性は非常に望ましい改良された空気力学的塗装面をもたらす。
【００２８】
本明細書に記載の実施形態は単なる例示であり、当業者は本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく多くの変形および変更を行うことができることを理解されたい。このような変形および変更はすべて、添付の特許請求の範囲によって例示されるように本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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