(57)【要約】      （修正有）【課題】向上したドレインマストおよびドレインマストの作製方法を提供する。【解決手段】ドレインマスト１００は、第１のフェアリング壁および第１のドレイン部１０６を画定する第１のフェアリングボディ１０２を含む。第２のフェアリングボディ１０８は、第２のフェアリング壁１１０および第２のドレイン部１１２を画定する。第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディは、対向する外部フェアリング壁としての第１のフェアリング壁および第２のフェアリング壁と共にフェアリングとして接合され、第１のドレイン部および第２のドレイン部を接合して、フェアリングを通じてドレイン通路入口１１８からドレイン通路出口１２０へと延びドレイン通路を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレインマストであって、
第１のフェアリング壁および第１のドレイン部を画定する第１のフェアリングボディと、
第２のフェアリング壁および第２のドレイン部を画定する第２のフェアリングボディと、
を含み、
前記第１のフェアリングボディおよび前記第２のフェアリングボディは、対向する外部フェアリング壁としての前記第１のフェアリング壁および前記第２のフェアリング壁と共にフェアリングとして相互に接合され、前記第１のドレイン部および前記第２のドレイン部を接合して、前記フェアリングを通じてドレイン通路入口からドレイン通路出口へのドレイン通路を形成することを特徴とするドレインマスト。
【請求項２】
前記第１のドレイン部は第１のドレイン路を含み、前記第２のドレイン部は第２のドレイン路を含み、前記第１のドレイン路および前記第２のドレイン路を接合して、両者間に前記ドレイン通路を画定する、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項３】
前記対向する外部フェアリング壁により、前記フェアリングの前縁から前記フェアリングの後縁へ延びる翼が画定され、前記対向する外部フェアリング壁は、前記フェアリングの前記前縁および後縁に沿ったシームにおいて相互に接合される、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項４】
前記ドレイン通路入口と流体連通して接続された入口ニップルをさらに含む、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項５】
前記第１のフェアリングボディは第１の取付フランジ部を含み、前記第２のフェアリングボディは第２の取付フランジ部を含み、前記第１の取付フランジ部および前記第２の取付フランジ部は、前記フェアリングを航空機へ取り付けるためのドレイン通路入口を包囲する取付フランジとして相互に接合される、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項６】
前記第１のフェアリングボディおよび前記第２のフェアリングボディは、シームによって画定された平面上において実質的に対称であり、前記シームにおいて、前記第１のフェアリングボディおよび前記第２のフェアリングボディは相互に接合される、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項７】
前記第１のフェアリングボディおよび前記第２のフェアリングボディは非金属であり、接着剤によって相互に接合される、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項８】
前記第１のフェアリングボディおよび前記第２のフェアリングボディは繊維ガラスであり、前記接着剤はエポキシである、請求項７に記載のドレインマスト。
【請求項９】
前記フェアリングは、対向する前縁および後縁を画定し、第１の空洞が前記フェアリング内において前記ドレイン通路と前記前縁との間に画定され、第２の空洞が前記フェアリング内において前記ドレイン通路と前記後縁との間に画定される、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項１０】
前記第１の空洞は、前記フェアリング内に画定された通気孔を通じて、前記フェアリングの外部の空間と流体連通する、請求項９に記載のドレインマスト。
【請求項１１】
前記第２の空洞は、前記フェアリング内に画定された通気孔を通じて、前記フェアリングの外部の空間と流体連通する、請求項９に記載のドレインマスト。
【請求項１２】
前記第１のフェアリングボディの一部に溝部が設けられ、前記第２のフェアリングボディの一部に前記第１のフェアリングボディの前記溝部と係合した舌部が設けられる、請求項１に記載のドレインマスト。
【請求項１３】
ドレインマストの作製方法であって、
フェアリングを形成するように第１のフェアリングボディを第２のフェアリングボディへ接合するステップであって、前記第１のフェアリングボディは、第１のフェアリング壁および第１のドレイン部を画定し、前記第２のフェアリングボディは、第２のフェアリング壁および第２のドレイン部を画定し、前記第１のフェアリング壁および前記第２のフェアリング壁により、対向する外部フェアリング壁が形成され、前記第１のドレイン部および前記第２のドレイン部により、前記フェアリングを通じてドレイン通路入口からドレイン通路出口へと延びるドレイン通路が形成される、ステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
入口ニップルを前記ドレイン通路入口と流体連通した状態で前記フェアリングへ接合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のフェアリングボディを第２のフェアリングボディへ接合するステップは、前記第１のドレイン部および前記第２のドレイン部のうち少なくとも１つへ接着剤を塗布するステップと、前記第１のフェアリングボディおよび前記第２のフェアリングボディを前記接着剤により相互に接着させるステップと、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、米国仮特許出願第６１／８７９，４４９号（出願日：２０１３年９月１８日）への優先権を主張する。本明細書に同文献全体を参考のため援用する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、ドレインに関し、より詳細には、ドレインマスト（例えば、航空機内から液体を航空機外部へ排出するために用いられるもの）に関する。
【０００３】
（関連分野の説明）
航空機ドレインマストは、水用のものであれ、燃料用のものであれまたは他の液体用のものであれ、機体から気流中に十分に突出し、排出された媒体がきれいに押し流されて、航空機に再付着することのないようにされている。例えば、ドレインマストを用いて、二重壁燃料ライン中の内側から外側管隙間への凝縮および／または燃料漏れを排出することができる。ドレインマストのジオメトリおよびサイズ（例えば、高さ、幅、長さおよび翼形状）は、抗力コンポーネントに貢献する。抗力コンポーネントは、燃料消費および範囲の最大化のために最小化する必要があるアイテムである。多数の従来のドレインマストの場合、全体的長さの管と共に構築されているため、管損傷を修復する場合の手間が大きくなり得る（例えば、マスト分解の後に再度組立てを行い、再度塗布および再度試験を行う手間）。
【０００４】
このような従来の方法およびシステムは、意図される目的を果たすには十分であると概ねみなされてきた。しかし、向上したドレインマストおよびドレインマストの作製方法がいまだ必要とされている。本開示は、これらの問題の解法を提供する。
【発明の概要】
【０００５】
ドレインマストは、第１のフェアリング壁および第１のドレイン部を画定する第１のフェアリングボディを含む。第２のフェアリングボディは、第２のフェアリング壁および第２のドレイン部を画定する。第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディは、フェアリングとして対向する外部フェアリング壁としての第１のフェアリング壁および第２のフェアリング壁と共に接合され、第１のドレイン部および第２のドレイン部を接合して、ドレイン通路をフェアリングを通じてドレイン通路入口からドレイン通路出口へと形成する。
【０００６】
特定の実施形態によれば、第１のドレイン部は、第１のドレイン路を含む。第２のドレイン部は、第２のドレイン路を含む。第１のドレイン路および第２のドレイン路を接合して、両者間にドレイン通路を画定する。対向する外部フェアリング壁により、フェアリングの前縁からフェアリングの後縁へ延びる翼を画定することができる。フェアリングの前縁および後縁に沿ったシームにおいて、対向する外部フェアリング壁を相互に接合することができる。入口ニップルをドレイン通路入口と流体連通した状態で接続することができる。第１のフェアリングボディは、第１の取付フランジ部を含み得る。第２のフェアリングボディは、第２の取付フランジ部を含み得る。フェアリングを航空機へ取り付けるためのドレイン通路入口を包囲する取付フランジとして、第１の取付フランジ部および第２の取付フランジ部を接合することができる。
【０００７】
第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディは、シームによって画定される平面上において実質的に対称に設けられ得ることが企図される。シームにおいて、第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディが相互に接合される。第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディは、非金属（例えば、繊維ガラス）であり得、接着剤（例えば、エポキシ）によって相互に接合することができる。第１のフェアリングボディの一部に溝部を設けることができ、第２のフェアリングボディの一部は、第１のフェアリングボディの溝部と係合した舌部を含み得る。
【０００８】
特定の実施形態において、フェアリングは、対向する前縁および後縁を画定する。第１の空洞は、フェアリング内においてドレイン通路と前縁との間において画定され、第２の空洞は、フェアリング内においてドレイン通路と後縁との間に画定される。第１の空洞は、フェアリング内に画定された通気孔を通じてフェアリングの外部の空間と流体連通し得る。同様に、第２の空洞は、フェアリング内に画定された通気孔を通じてフェアリングの外部の空間と流体連通し得る。
【０００９】
ドレインマストの作製方法は、上記したような第１のフェアリングボディを上記したような第２のフェアリングボディと接合してフェアリングを形成することを含む。この方法は、ドレイン通路入口と流体連通した状態で入口ニップルをフェアリングへ接合することを含み得る。第１のフェアリングボディを第２のフェアリングボディへ接合することは、第１のドレイン部および第２のドレイン部のうち少なくとも１つへ接着剤を塗布することと、第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディを接着剤により相互に接着させることとを含み得る。
【００１０】
当業者にとって、好適な実施形態の詳細な記載を図面と共に読めば、本開示のシステムおよび方法の上記および他の特徴がより容易に明らかとなる。
【００１１】
よって、本開示が関連する分野の当業者であれば、本開示のデバイスおよび方法の作製方法および使用方法を過度の実験の必要なく容易に理解する。以下、本明細書中において、好適な実施形態について特定の図面を参照しつつ以下に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示に従って構築されたドレインマストの例示的実施形態の斜視図であり、ドレインマストフェアリングのドレイン通路出口を示す。
【図２】図１のドレインマストの斜視図であり、ドレイン通路入口に接合された入口ニップルを示す。
【図３】図１のフェアリングの第１のフェアリングボディの側立面図であり、フェアリングのうちドレイン通路の第１の部分を含む内部を示し、第２のフェアリングボディは除去されている。
【図４】図１のドレインマストと共に用いられる入口ニップルの別の例示的実施形態の断面側面図であり、角度付けされた導管を示す。
【図５】図１のドレインマストと共に用いられる入口ニップルの別の例示的実施形態の断面側面図であり、入口端部においてシール部材を備えた導管を示す。
【図６】図１のドレインマストの一部を図３に示す対応する断面においてとった断面端部立面図であり、第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディの舌部および溝部の係合を示す。
【図７】図１のドレインマストの一部を図３に示す対応する断面においてとった断面端部立面図であり、第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディの舌部および溝部の係合を示す。
【図８】図３の入口ニップルの端面図であり、端部フランジを回転防止用平坦部と共に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照する。図面中、類似の参照符号は、本開示の類似の構造的特徴または態様を示す。説明および例示の目的のため、本開示によるドレインマストの例示的実施形態の部分図を非限定的に図１に示し、参照符号１００によって主に示す。以下に述べるように、本開示によるドレインマストの他の実施形態またはその態様を図２〜図７中に示す。本明細書中に記載されるシステムおよび方法を用いて、例えば航空宇宙用途における向上したドレインマストを提供することができる。
【００１４】
ドレインマスト１００は、第１のフェアリングボディ１０２を含む。第１のフェアリングボディ１０２は、第１のフェアリング壁１０４および第１のドレイン部１０６を画定する（第１のフェアリング壁１０４および第１のドレイン部１０６を図３に示す）。第２のフェアリングボディ１０８は、第２のフェアリング壁１１０および第２のドレイン部１１２を画定する。図２を参照して、第１のフェアリングボディ１０２および第２のフェアリングボディ１０８は、フェアリング１１４として共に接合され、第１のフェアリング１０４壁および第２のフェアリング壁１１０により、対向する外部フェアリング壁が形成される。第１のドレイン部１０６および第２のドレイン部１１２が接合されることにより、（図３に示す）ドレイン通路１１６がフェアリングを通じてドレイン通路入口１１８からドレイン通路出口１２０へと形成される。
【００１５】
第１のフェアリングボディ１０２および第２のフェアリングボディ１０８は、シーム１２４によって画定される平面上において実質的に対称である。シーム１２４において、第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディは共に接合される。シーム１２４の多様な部分をそれぞれ図１〜図３中に示す。対向する外部フェアリング壁（すなわち、第１のフェアリング壁１０４および第２のフェアリング壁１１０）により、フェアリング１１４の前縁１２６からフェアリング１１４の後縁１２８への翼が画定される。シーム１２４は、対向する外部フェアリング壁がフェアリング１１４の前縁１２６および後縁１２８に沿って相互に接合される部分を含む。第１のフェアリングボディ１０２は、第１の取付フランジ部１３０を含む。第２のフェアリングボディ１０８は、第２の取付フランジ部１３２を含む。第１の取付フランジ部１３０および第２の取付フランジ部１３２は、ドレイン通路入口１１８を包囲する取付フランジとして相互に接合され、（例えば図１および図２中の取付フランジ部１３０および１３２中に示す穴中の締結具を用いて）フェアリングを航空機へ取り付ける際に用いることができる。
【００１６】
ここで図３を参照して、内部構造を示すために、第１のフェアリングボディ１０２を図示しかつ第２のフェアリングボディ１０８を図示していない。第１のドレイン部１０６は、第１のドレイン路を含む。第１のドレイン路は、第１のドレイン部１０６の側壁１２２によって画定される。この路の下部は、第１のフェアリング壁１０４の部分を側壁１２２間に含む。第２のドレイン部１１２は、第２のドレイン路を含む。第２のドレイン路は、概して同じ路構造を有するが、図３中に第１のドレイン部１０６に対して鏡対称性を有する。図１および図２に示すように相互に接合すると、第１のドレイン路および第２のドレイン路が接合されて、両者間に完全なドレイン通路１１６が画定される。従来の設計下においては、ドレインはフェアリング中に組み込まれた別個のパイプとして設けられるため、第１のフェアリング部１０２および第２のフェアリング部１０８が共に接合されると、ドレイン通路１１６はフェアリング壁と一体形成される。
【００１７】
入口ニップル１３４は、ドレイン通路入口１１８と流体連通して接続される。入口ニップル１３４は、直線状の導管１３６を含む。入口ニップル１３４のための取付グランドは、第１のフェアリング部１０２および第２のフェアリング部１０８の部分である。入口ニップル１３４は、第１のフェアリング部１０２および第２のフェアリング部１０８へ接合され、これら３つのコンポーネントは１つの固体片となる。図８に示すように、入口ニップル１３４は、端部フランジを平坦部１３８と共に含む。入口１１８の取付グランドは、二重構造を含む。この二重構造において、その平坦側（すなわち、回転防止ドッグ１３９）は、入口ニップル１３４の直径と実質的に等しい。平坦部１３８およびドッグ１３９が協働して、入口ニップル１３４上の任意の回転負荷に抵抗して、接合破壊の可能性が最小化される。図４は、入口ニップル１３４の代わりに用いることが可能な入口ニップル２３４の別の例示的実施形態を示す。入口ニップル２３４は、導管２３６が屈曲している点を除いて入口ニップル１３４に類似する。図５は、導管３３６が異なる種類のインターフェース３３７を有する点を除いて、入口ニップル１３４に類似するさらに別の例示的入口ニップル３３４を示す。このインターフェース３３７において、シール部材は、導管３３６の入口端部に設けられる。図３〜図５の異なる入口ニップル１３４、２３４および３３４は、ドレインマスト１００と共に用いられる入口ニップルの互換性を説明するために示している。これにより、ドレインマスト１００が任意の適切なドレインインターフェースと接続するように適合され、当業者であれば、他の任意の適切な種類の入口ニップルが本開示の範囲から逸脱することなく利用可能であることを容易に理解する。入口ニップル１３４、２３４および３３４は、例えばＧ−１０繊維ガラスがロードされたエポキシまた他の任意の適切な材料によって構成され得る。
【００１８】
さらに図３を参照して、第１の空洞１４０は、フェアリング１１４内においてドレイン通路１１６と前縁１２６との間に画定される。また、第１のフェアリング壁１０４および第２のフェアリング壁１１０ならびに取付フランジにより、空洞１４０が境界付けられる。第２の空洞１４２は、フェアリング１１４内においてドレイン通路１１６と後縁１２８との間に画定され、第１のフェアリング壁１０４および第２のフェアリング壁１１０ならびに取付フランジによって同様に空洞１４２が境界付けられる。第１の空洞１４０は、フェアリング１１４内に画定された通気孔１４４を通じて、フェアリング１１４の外部の空間と流体連通する。同様に、第２の空洞１４２は、フェアリング内に画定された通気孔１４６を通じて、フェアリング１１４の外部の空間と流体連通する。通気孔１４４および１４６により、航空機の上昇および下降時などにフェアリング１１４が外部圧力の変化に晒されたときに、空洞１４０および１４２により圧力を均等にすることができる。
【００１９】
ここで図６を参照して、図３に示すドレインマスト１００の断面６−６が図示されている。第１のフェアリングボディ１０２の一部に溝部１４８が設けられ、第２のフェアリングボディ１０８の一部において、溝部１４８と係合する舌部１５０が設けられる。舌部および溝部１４８および１５０は、図３に示すように、空洞１４２を実質的に包囲する。類似の舌部および溝部が、空洞１４０を実質的に包囲する。第１のフェアリングボディ１０２および第２のフェアリングボディ１０８の舌部要素および溝部要素は、実質的な鏡対称性に対する例外であり、この構成により、組み立て時における第１のフェアリングボディ１０２および第２のフェアリングボディ１０８の相対的スライドに対する抵抗が得られ、また、ドレインマスト１００が完全に組み立てられたときのシーム１２４に沿った剪断に対する抵抗も得られる。
【００２０】
ここで図７を参照して、図３に示すドレインマスト１００の断面７−７が図示される。図７中、第１のフェアリングボディ１０２および第２のフェアリングボディ１０８は分離して図示される。また、第１のフェアリングボディ１０２および第２のフェアリングボディ１０８の接合に用いられる接着剤１５２も模式的に図示される。第１のフェアリングボディ１０２および第２のフェアリングボディ１０８は、例えば全体的に非金属であり得（例えば、シート成形材料（ＳＭＣ）（Ｍｉｃｈｉｇａｎ）を用いた圧縮成型）、また、接着剤１５２は構造グレードエポキシであり得ることが企図される。当業者であれば、これらの材料はひとえに例示であり、他の任意の適切な材料および接合技術を本開示の範囲から逸脱することなく用いることが可能であることを容易に理解する。例えば、金属フェアリングを本開示に従って構築することが可能であり、その場合、接合はろう付けによって達成される。しかし、以下の例示的な組み立て方法の記載において、繊維ガラスおよびエポキシについての例示的な文脈が用いられる。
【００２１】
ドレインマスト（例えば、ドレインマスト１００）の例示的な作製方法は、第１のフェアリングボディ（例えば、上記したような第１のフェアリングボディ１０２）を第２のフェアリングボディ（例えば、上記したような第２のフェアリングボディ１０８）へ接合してフェアリング（例えば、上記したようなフェアリング１１４）を形成することを含む。入口ニップル（例えば、上記したような入口ニップル１３４、２３４および３３４）を、ドレイン通路入口（例えば、ドレイン通路入口１１８）と流体連通した状態でフェアリングへ接合することができる。第１のフェアリングボディを第２のフェアリングボディへ接合することは、接着剤（例えば、エポキシであり得る接着剤１５２）を第１のドレイン部および第２のドレイン部のうち少なくとも１つへ塗布することと、第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディを接着剤により相互に接着させることとを含み得る。このようにフェアリングボディを接合することにより、耐圧かつ流体耐性のある排出管流路が形成される。例えば、ドレイン通路１１６は、空洞１４０および１４２に対して耐圧であり、ドレイン通路入口１１８からドレイン通路出口１２０への長さに沿って耐圧である。
【００２２】
詳細には、エポキシは、第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディの舌部および溝部へ塗布することができる。エポキシを第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディの他の任意のシーム部へ塗布してもよい。通気孔（例えば、通気孔１４４および１４６）を設ける場合、エポキシ塗布時において通気孔が塞がらないように留意する必要がある。エポキシを塗布して、エポキシ硬化のために第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディを相互にクランプすることができる。第１のフェアリングボディおよび第２のフェアリングボディの接合後に同じエポキシを用いて入口ニップルをフェアリングへ接合することもできるし、あるいは、エポキシによって入口ニップルをフェアリングボディのうち１つへ取り付けた後、フェアリングボディを相互に組み立ててもよい。あるいは、先ず入口ニップルを機体へシールした後にドレインマストを入口ニップル上に押圧してもよい。上記した方法により、ドレインマストをドレイン管と共に翼の一体部分として形成する。よって、フェアリングの分解の必要なく入口ニップルの取り外しおよび交換を行うことが可能になる。
【００２３】
フェアリング翼を一体型ドレイン管と共に構築することによって得られる利点として、フェアリング壁がドレイン管壁の一部として用いられるため、翼の幅コンポーネント（例えば、図６に示すようなドレインマストの幅）と、その結果発生する抗力とを従来設計と比較して低減することが可能となる点がある。この利点の別の態様において、本明細書中に開示されるような一体型ドレイン管の利用により、フェアリング壁クリアランスに対して管が不要となる。また、一体型ドレイン管により、パーツ点数および製造コストの低減という利点も得られる。
【００２４】
航空機用ドレインの例示的文脈において図示および記載しているが、当業者であれば、本開示のドレインマストは、他の任意の適切な用途において用いることが可能であることを容易に理解する。
【００２５】
上記しまた図示するような本開示の方法およびシステムにより、優れた特性（例えば、製造および修理が容易である点、抗力低減が可能である点）を備えたドレインマストが得られる。本開示の装置および方法について、好適な実施形態を参照して図示および記載してきたが、当業者であれば、本開示の意図および範囲から逸脱することなく変更および／または改変が可能であることを容易に理解する。
【符号の説明】
【００２６】
１００  ドレインマスト
１０２  第１のフェアリングボディ
１０４  第１のフェアリング壁
１０６  第１のドレイン部
１０８  第２のフェアリングボディ
１１０  第２のフェアリング壁
１１２  第２のドレイン部
１１４  フェアリング
１１８  ドレイン通路入口
１２０  ドレイン通路出口
１２４  シーム
１２６  前縁
１２８  後縁
１３０  第１の取付フランジ部
１３２  第２の取付フランジ部
１３４  入口ニップル
１３６  直線状の導管
１３８  平坦部
１３９  ドッグ
【図１】
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【図２】
2015096410.tif 000004
【図３】
2015096410.tif 000005
【図４】
2015096410.tif 000006
【図５】
2015096410.tif 000007
【図６】
2015096410.tif 000008
【図７】
2015096410.tif 000009
【図８】
2015096410.tif 000010
【外国語明細書】
2015096410000001.pdf