(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の風防であって、
前記風防の面内方向に沿って配置されるとともに互いに結線される複数の導電性部材を備え、
複数の前記導電性部材は、
交流電流が供給されることで発熱するヒータであり、
雷の電流に伴う磁場により各々に誘起された誘導電流が前記導電性部材間で循環するように結線されているとともに、
前記導電性部材は、
３つあり、デルタ結線されて三相交流が供給され、
３つの前記導電性部材は、
いずれも前記風防の前記面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在し、
それらの前記導電性部材がなすデルタ結線内で隣り合う前記導電性部材同士の一方の上端部と、他方の下端部とが結線されることにより、前記導電性部材間で前記誘導電流が循環する経路が形成されている、
ことを特徴とする航空機の風防。
【請求項２】
航空機の風防であって、
前記風防の面内方向に沿って配置されるとともに互いに結線される複数の導電性部材を備え、
複数の前記導電性部材は、
交流電流が供給されることで発熱するヒータであり、
雷の電流に伴う磁場により各々に誘起された誘導電流が前記導電性部材間で循環するように結線されているとともに、
前記導電性部材は、
２つあり、単相交流または直流が供給され、
２つの前記導電性部材は、
いずれも前記風防の前記面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在し、
それらの一方の上端部と、他方の下端部とが結線されることにより、前記導電性部材間で循環する経路が形成されている、
ことを特徴とする航空機の風防。
【請求項３】
複数の前記導電性部材は、
前記風防の厚み方向において互いに異なる位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の航空機の風防。
【請求項４】
複数の前記導電性部材の各々は、
前記面内方向に配線される線状の部材である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機の風防。
【請求項５】
複数の前記導電性部材の各々は、
前記面内方向に倣った面状の導電層である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機の風防。
【請求項６】
前記風防の周縁部は、
導電性を有する支持用部材を介して機体に支持され、
複数の前記導電層のうち、
前記風防の面内方向に含まれる横方向において相対的に前記支持用部材の近くに位置するものは、他よりも狭い幅が与えられている、
ことを特徴とする請求項５に記載の航空機の風防。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の風防を備える、
ことを特徴とする航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の風防、特に風防に備えられたヒータに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の風防は、温度差による曇りの発生や、氷の付着を防ぐためにヒータを備えている（特許文献１）。
特許文献１では、風防パネルに、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や、金、銀等による薄膜をヒータとして形成している。電流が供給された薄膜から発せられる熱により、風防の曇りや氷の付着が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２５０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
航空機の風防、および風防に備えられたヒータは、雷に対する信頼性を備えている必要がある。
風防のフレーム等に着雷した雷の大電流を導体である機体に拡散させるように、雷電流の直撃への対策が講じられているが、雷電流に伴う強い磁場により風防のヒータに流れる誘導電流への対策も必要である。
風防にヒータとして設けられた導電膜や電熱線に誘起された誘導電流がヒータに接続された制御器に流れ込むと、制御器が耐電圧を超えるおそれがある。
外部の磁場による誘導電流の発生を避けるために、一般に電磁シールドが用いられるが、雷電流に伴う強い磁場を遮蔽する程のシールド性を風防に与えながら、風防に必要な視認性を確保することが難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、被雷時に風防のヒータに誘起される誘導電流への有効な対策を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明は、航空機の風防であって、風防の面内方向に沿って配置されるとともに互いに結線される複数の導電性部材を備えている。
複数の導電性部材は、交流電流が供給されることで発熱するヒータである。
そして、本発明は、雷の電流に伴う磁場により各々に誘起された誘導電流が導電性部材間で循環するように結線されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、雷電流に伴う磁場により誘起された誘導電流が導電性部材間で循環するうちに熱として消費されるので、結線の外部に過大な電流が流れることを抑制することができる。
【０００８】
第１発明において、導電性部材は、３つあり、デルタ結線されて三相交流が供給され、３つの導電性部材は、いずれも風防の面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在し、それらの導電性部材がなすデルタ結線内で隣り合う導電性部材同士の一方の上端部と、他方の下端部とが結線されることにより、導電性部材間で誘導電流が循環する経路が形成されるように構成することができる。
【０００９】
導電性部材が風防の面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在していると、導電性部材が延在する方向に鉛直方向の成分が含まれている。導電性部材は、延在する方向に電流を流す。
そのため、多くの場合上方から下方に向けて流れる雷電流の周りに生じた磁場により、複数の導電性部材の各々に、それらの延在方向に沿って誘導電流が流れる。誘導電流は、磁場の磁束の変化を妨げる向きに流れるので、磁束が増加する際には、導電性部材のいずれにも下から上に向かう誘導電流が誘起され、磁束が減少する際には、導電性部材のいずれにも上から下に向かう誘導電流が誘起される。
そうすると、複数の導電性部材のうちデルタ結線内で隣り合うもの同士の上端と下端とを結線することにより、誘導電流を導電性部材間で循環させることができる。
【００１０】
また、第１発明において、導電性部材は、２つあり、単相交流または直流が供給され、２つの導電性部材は、いずれも風防の面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在し、それらの一方の上端部と、他方の下端部とが結線されることにより、導電性部材間で循環する経路が形成されているように構成することもできる。
その場合も、導電性部材が風防の面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在しているとともに、複数の導電性部材のうち結線内で隣り合うもの同士の上端と下端とが結線されていることにより、誘導電流を導電性部材間で循環させることができる。
【００１１】
第２の本発明は、航空機の風防であって、風防の面内方向に沿って配置されるとともに互いに結線される複数の導電性部材を備えている。
複数の導電性部材は、交流電流が供給されることで発熱するヒータである。
そして、本発明は、雷の電流に伴う磁場により各々に誘起された誘導電流が相殺されるように結線されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、雷電流に伴う磁場により誘起された誘導電流が相殺されるので、結線の外部に過大な電流が流れることを抑制することができる。
【００１３】
第２発明において、導電性部材は、３つあり、スター結線されて三相交流が供給され、３つの導電性部材は、いずれも風防の面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在し、それらの導電性部材の各々の上端部が中性点で結線されていることで誘導電流が相殺されるように構成することができる。
【００１４】
導電性部材が延在する方向には鉛直方向の成分が含まれており、導電性部材は、延在する方向に電流を流す。そのため、多くの場合上方から下方に向けて流れる雷電流の周りに生じた磁場により、導電性部材のいずれにも、磁束の増加時に下から上に向けて誘導電流が誘起される。
そうすると、３つの導電性部材の各々の上端部同士をスター結線の中性点で結線することにより、誘導電流を相殺させることができる。
【００１５】
また、第２発明において、導電性部材は、２つあり、単相交流または直流が供給され、２つの導電性部材は、いずれも風防の面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在し、それらの導電性部材の各々の上端部が結線されていることで誘導電流が相殺されるように構成することができる。
その場合も、導電性部材が風防の面内方向において水平方向に対して交差する方向に延在しているとともに、２つの導電性部材の各々の上端同士が結線されていることにより、誘導電流を相殺させることができる。
【００１６】
第１発明および第２発明において、風防の厚み方向において互いに異なる位置に複数の導電性部材を配置することができる。
【００１７】
本発明における導電性部材は、風防の面内方向に倣った面状の部材として構成することも、風防の面内方向に配線される線状の部材として構成することもできる。
【００１８】
導電性部材が面状の部材として構成されている場合は、導電性を有する支持用部材を介して機体に風防の周縁部を支持し、複数の導電層のうち、風防の面内方向に含まれる横方向において相対的に支持用部材の近くに位置するものに対して、他よりも狭い幅を与えることができる。
導電層の幅は、導電層の延在方向に対して直交する方向の導電層の寸法をいうものとする。
【００１９】
本発明に係る別の風防は、風防の面内方向に沿って配置されるとともに互いに結線される３つの導電性部材を備え、３つの導電性部材は、交流電流が供給されることで発熱するヒータであり、風防の平面領域を逆さＹ字状のギャップにより３つに区画した領域にそれぞれ配置され、雷の電流に伴う磁場により風防の横幅方向の一端側および他端側のそれぞれに誘導電流が誘起され、３つの導電性部材のうち下端に位置する第１導電性部材から、第１導電性部材よりも風防の一端側に位置する第２導電性部材に向けて誘起される誘導電流と、第１導電性部材から、第１導電性部材よりも風防の他端側に位置する第３導電性部材に向けて誘起される誘導電流とが、第２導電性部材および第３導電性部材が結線されていることで相殺されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の航空機は、上述の風防を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、雷電流に伴う強い磁場により風防の導電性部材に誘導電流が流れたとしても、導電性部材の結線の外部に過大な電流が流れることを抑制することができる。
そのため、導電性部材に接続された制御器等が損傷するのを回避して信頼性を確保することができる。
本発明は、誘導電流を循環または相殺させることにより制御器等の損傷を回避できている。また、電磁シールドにより導電性部材を覆う必要がないため、風防に要求される視認性を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る航空機の風防の外観を示す図である。
【図２】図１に示す風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【図３】図２に対応する結線図である。
【図４】比較例に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【図５】図４に対応する結線図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、被雷時に導電層に誘導電流が流れることを説明するための模式図である。
【図７】３つの導電層の間で誘導電流が循環することを説明するための模式図である。
【図８】（ａ）は、第１実施形態の変形例に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。（ｂ）は結線図である。
【図９】（ａ）は、第２実施形態に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。（ｂ）は結線図である。
【図１０】第２実施形態の変形例に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【図１１】第３実施形態に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【図１２】第３実施形態の変形例に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【図１３】第４実施形態に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【図１４】第４実施形態に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【図１５】本発明の変形例に係る風防および防氷・防曇装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す航空機１は、機首１Ａの前端に、風防１０と、風防１０の曇りや氷の付着を防止する防氷・防曇装置２０とを備えている。
風防１０には、操縦室内から前方への視界を確保するメインの風防１０Ａ，１０Ａと、操縦室内から側方への視界を確保するサイドの風防１０Ｂ，１０Ｂとがある。これらの風防１０Ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｂは左右対称に配置されている。
以下、風防１０Ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｂを総称して風防１０と称する。
【００２４】
風防１０は、ガラスやアクリル系樹脂等から形成された複数の透明な風防パネル１１を備えた積層体である。
積層体には、衝撃を緩衝する層や、防氷・防曇装置２０を構成するヒータ（図２の導電層２１，２２，２３）が含まれている。
【００２５】
風防１０は、風防１０が設置される機体の形状に倣って湾曲している。
風防１０は、機外側の面を斜め上方に向けて、リテーナ１２により機体に支持されている。
リテーナ１２は風防パネル１１の外周部と機体の開口の内周部とに沿って配置されている。
リテーナ１２は、アルミニウム合金等の金属材料から形成されており、直接、あるいはファスナ等を介して機体に接地されている。
【００２６】
防氷・防曇装置２０は、外気と操縦室内の空気との温度差による風防１０の曇り、そして外気に接触する風防１０の外表面への霜や氷の付着を防止あるいは抑制する。
防氷・防曇装置２０は、図２に示すように、導電層２１，２２，２３と、導電層２１，２２，２３に電流を印加する制御器２４とを備えている。
【００２７】
図２には、形状を簡略化した風防１０を示している。
風防１０の湾曲した面内方向に倣って、３つの帯状の導電層２１，２２，２３が配置されている。導電層２１，２２，２３は相互に独立している。
導電層２１，２２，２３は、制御器２４により印加される三相交流に対応しており、電流が供給されることで発熱し、ヒータとして機能する。
導電層２１，２２，２３は、風防１０Ａ，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｂの各々に備えられている。
【００２８】
本実施形態の導電層２１，２２，２３は、デルタ結線されている。
図２と、導電層２１，２２，２３の結線図である図３において、デルタ結線が形成する環状の経路における導電層２１，２２間の区間を実線で示し、導電層２２，２３間の区間を一点鎖線で示し、導電層２３，２１間の区間を二点鎖線で示している。導電層２１，２２，２３は制御器２４に接続されている。
【００２９】
導電層２１，２２，２３は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や金、銀等の透明な薄膜である。風防パネル１１に導電層２１，２２，２３を蒸着することができる。あるいは、導電層２１，２２，２３を形成した基材フィルムを風防パネル１１同士の間に介装することができる。
これらの導電層２１，２２，２３は、風防１０の厚み方向における適宜な位置に設けることができる。例えば、風防１０が、風防パネル１１として機外側に配置されるアウターパネルと、機内側に配置されるインナーパネルとを備えている場合は、アウターパネルの機内側の面や、インナーパネルの機外側の面などに導電層２１，２２，２３を設けることができる。
【００３０】
導電層２１，２２，２３はいずれも、縦方向ＤＶ（図２）に沿って電流を流す回路として設計されている。導電層２１，２２，２３は、横方向ＤＨに所定の間隔をおいて配列されている。
横方向ＤＨは、風防１０の面内方向に含まれる水平な方向である。
縦方向ＤＶは、風防１０の面内方向において横方向ＤＨに対して直交する。
【００３１】
導電層２１，２２，２３は、風防１０の平面領域を３等分した領域のそれぞれに配置されている。
導電層２１，２２，２３はいずれも縦方向ＤＶに沿って延在している。
導電層２１，２２，２３が延在している方向が縦方向ＤＶであることは、駐機しているまたは巡航している航空機１の姿勢を基準として規定される。
導電層２１，２２，２３は、風防パネル１１の外周部に沿って配置されるリテーナ１２や機体に対して絶縁されている。
【００３２】
本実施形態の導電層２１，２２，２３は、図２に示される矩形状に限らず、風防１０の形状を考慮して、それぞれの誘導電流が均等になるように、適宜な形態に定めることができる。
【００３３】
結線された導電層２１，２２，２３は、図２に示すように、電線２５１，２５２，２５３により制御器２４に接続されている。電線２５１は、導電層２１，２２間の区間２６ＡにおけるＡ点に接続され、電線２５２は、導電層２２，２３間の区間２６ＢにおけるＢ点に接続され、電線２５３は、導電層２３，２１間の区間２６ＣにおけるＣ点に接続されている。
電線２５１，２５２，２５３は、リテーナ１２の内側や機体の内側等、雷に伴う磁場の影響が少ない領域に配線されている。
【００３４】
以下では、図３に、導電層２１，２２，２３、区間２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ、およびＡ点、Ｂ点、Ｃ点を含んで２００で示す線により囲まれた範囲を導電層２１，２２，２３がなすデルタ結線の範囲とする。Ａ点、Ｂ点、Ｃ点よりも外側に位置する電線２５１，２５２，２５３の各々の区間や制御器２４は、結線の外部に該当する。
制御器２４は、航空機１に搭載された電源ラインから受け取る電力により、導電層２１，２２，２３に駆動電流を印加する。
制御器２４は、印加する駆動電流の周波数や電圧を変化させることで導電層２１，２２，２３の発熱量を制御することができる。
【００３５】
さて、風防１０および防氷・防曇装置２０は、雷に対する信頼性を備えている必要がある。
雷の電流は、風防１０が備えているリテーナ１２（図６(ｂ)）や図示しないワイパー等の金属部材に着雷し、リテーナ１２等の金属部材が接地されている機体へと拡散される。そのため、雷の大電流による衝撃や熱により風防１０が破損することを回避できている。
それに加え、雷電流の周りに生じる強い磁場により導電層２１，２２，２３に誘起された誘導電流が電線２５１，２５２，２５３を通じて制御器２４に流れ込むといったことも回避する必要がある。
ここで、導電層２１，２２，２３には、制御器２４と比べて大きな電流が流れることが可能である。そのため、本実施形態では、雷電流に伴う磁場により誘起される誘導電流を導電層２１，２２，２３の間で循環させるように配線しているので、導電層２１，２２，２３を含むデルタ結線の外部に大きな電流が流れ出ることを抑制している。誘導電流は最終的に熱として消費される。以下、説明する。
【００３６】
まず、本実施形態に対する比較例として、導電層２１，２２，２３の典型的な配線形態（図４）について説明する。
図４に示す風防８が備えた導電層８１，８２，８３は、本実施形態の導電層２１，２２，２３と同様に、縦方向ＤＶに沿って延在し、横方向ＤＨに配列されていて、かつ、デルタ結線されているが、デルタ結線の配線の形態が本実施形態（図２）とは相違している。
図４と、導電層８１，８２，８３の結線図である図５において、デルタ結線が形成する環状の経路における導電層８１，８２間の区間を実線で示し、導電層８２，８３間の区間を一点鎖線で示し、導電層８３，８１間の区間を二点鎖線で示している。
導電層８１，８２間の区間８６Ａは、導電層８１，８２の上端同士を結んでいる。
導電層８２，８３間の区間８６Ｂは、導電層８２，８３の下端同士を結んでいる。
導電層８３，８１間の区間８６Ｃは、導電層８３の上端と導電層８１の下端とを結んでいる。
【００３７】
図６を参照し、雷電流に伴う磁場により風防８の導電層８１，８２，８３に流れる誘導電流について説明する。
航空機１は、それよりも上方に存在する雷雲との間で生じる雷により被雷する確率が高いので、鉛直方向Ｄ０の上方から下方に向けて流れる雷電流ＩＴにより雷をモデル化する（図６（ａ））。
雷電流ＩＴの周りには、アンペールの法則（右ねじの法則）により磁束密度Ｂで磁場Ｈが生じる。磁場Ｈの磁束１０１は、雷電流ＩＴを中心として同心円状に形成される。その磁束１０１から形成された波面１００は雷電流ＩＴと直交している。
風防１０のリテーナ１２（図２）等への着雷により磁場Ｈが生じると、磁場Ｈの磁束１０１が貫く導体（導電層８１，８２，８３）に磁束１０１の変化に比例した誘導起電力が生じて誘導電流ＩＩＤが流れる（ファラデーの電磁誘導の法則）。誘導電流ＩＩＤは、磁束１０１の変化を妨げる向きに流れる（レンツの法則）。
【００３８】
導電層８１，８２，８３が延在する縦方向ＤＶには鉛直方向Ｄ０の成分が含まれているので、誘導電流ＩＩＤに直交する波面１０３上に形成される磁束１０２に、磁束１０１の変化を妨げる向きが含まれている。したがって、磁束１０１の変化を妨げる向きに誘導電流ＩＩＤが流れる。
【００３９】
例えば、着雷により磁束１０１が増加するときは、磁束１０１を打ち消す向きに磁束１０２を発生させるように下から上に向けて、図６（ｂ）に白抜きの矢印で示す向きで導電層８１，８２，８３に誘導電流ＩＩＤが流れる。このとき誘導電流ＩＩＤの周りに生じる磁場Ｈ´の磁束１０２は、誘導電流ＩＩＤに対して直交する波面１０３上で誘導電流ＩＩＤを中心に形成される。
【００４０】
機体への雷電流ＩＴの拡散により磁場Ｈが減少するときは、磁束１０１と同じ向きに磁束１０２を発生させるように上から下に向けて、導電層８１，８２，８３に誘導電流ＩＩＤが流れる。
【００４１】
導電層８１，８２，８３に流れる誘導電流ＩＩＤを図５にも白抜き矢印で示している。
図５に示すように、導電層８１に誘起された誘導電流ＩＩＤは、導電層８１，８２間のＡ点に向けて流れる。導電層８２に誘起された誘導電流ＩＩＤも、同様にＡ点に向けて流れる。また、導電層８３に誘起された誘導電流ＩＩＤは導電層８１，８３間のＣ点に向けて流れる。
そうすると、電気回路の任意の節点において流入する電流の総和は０になる（つまり、任意の節点において流入する電流と流出する電流とが等しい）ことに基づいて、導電層８１および導電層８２の双方からＡ点に流入した誘導電流が、Ａ点から電線２５１を通じて制御器２４側へと流出する。同様に、導電層８２を流れる誘導電流ＩＩＤと導電層８３を流れる誘導電流ＩＩＤの分だけ制御器２４側から電線２５２を通じて電流が流入する。Ｃ点においては、導電層８３を流れる誘導電流ＩＩＤと導電層８１を流れる誘導電流ＩＩＤとが均衡していれば、制御器２４側に対する電流の出入りがない。
【００４２】
次に、本実施形態の導電層２１，２２，２３について説明する。
本実施形態では、導電層２１，２２，２３がなすデルタ結線内（図３の範囲２００）において隣り合うもの同士（導電層２１，２２、導電層２２，２３、導電層２３，２１）の一方の上端と他方の下端とを結線している。
図２に示すように、導電層２１，２２間の区間２６Ａは、導電層２１の上端と、導電層２２の下端とを結んでいる。
導電層２２，２３間の区間２６Ｂは、導電層２２の上端と、導電層２３の下端とを結んでいる。
導電層２３，２１間の区間２６Ｃは、導電層２３の上端と導電層２１の下端とを結んでいる。
【００４３】
本実施形態の導電層２１，２２，２３は、上述の導電層８１，８２，８３と同様に縦方向ＤＶに沿って配向されているので、風防１０のリテーナ１２等への着雷により生じた磁場Ｈに置かれると、導電層８１，８２，８３と同様に、図７に白抜きの矢印で示す向きに誘導電流ＩＩＤが流れる。
導電層２１，２２，２３に流れる誘導電流ＩＩＤを図３にも白抜き矢印で示している。
図３に示すように、導電層２１に誘起された誘導電流ＩＩＤは、Ｃ点からＡ点に向けて流れる。導電層２２に誘起された誘導電流ＩＩＤは、Ａ点からＢ点に向けて流れる。そして、導電層２３に誘起された誘導電流ＩＩＤは、Ｂ点からＣ点に向けて流れる。
つまり、Ａ点、Ｂ点、およびＣ点の各々において、誘導電流ＩＩＤが流入かつ流出することとなる。
【００４４】
上述の導電層８１，８２，８３の例（図５）では、Ａ点において、２つの導電層８１，８２を流れる誘導電流ＩＩＤを足し合わせた分の電流がＡ点よりも外側の電線２５１の区間に流出し、Ｂ点において、２つの導電層８２，８３を流れる誘導電流ＩＩＤを足し合わせた分の電流がＢ点よりも外側の電線２５２の区間から流入する。
それに対して、本実施形態では、Ａ点、Ｂ点、およびＣ点において、流入する誘導電流ＩＩＤと流出する誘導電流ＩＩＤとが均衡していれば、Ａ点、Ｂ点、およびＣ点よりも外側で電流が流れない。流入する誘導電流ＩＩＤと流出する誘導電流ＩＩＤとに差がある節点（Ａ点、Ｂ点、Ｃ点）では、電流差の分だけの電流が当該節点で出入りするに留まり、Ａ点、Ｂ点、およびＣ点よりも外側で過大な電流が流れない。
【００４５】
したがって、導電層２１，２２，２３を含むデルタ結線の経路の外部に対して電流の出入りが抑制された状態で、図３および図７に破線の矢印で示すように、導電層２１からＡ点を経て導電層２２へと、そしてＢ点を経て導電層２３へと、さらにＣ点を経て導電層２１へと、誘導電流ＩＩＤが導電層２１，２２，２３の間で循環する。誘導電流ＩＩＤは、導電層２１，２２，２３が結線された環状の経路を流れるうち、熱に変換されて減衰する。
【００４６】
磁場Ｈが減少するときは、図３および図７に白抜き矢印で示す向きとは逆向きに、誘導電流ＩＩＤが流れる。そして、破線の矢印で示す向きとは逆向きの循環経路を誘導電流ＩＩＤが循環し、熱として消費される。
【００４７】
本実施形態によれば、雷電流ＩＴに伴う強い磁場Ｈにより誘導電流ＩＩＤが導電層２１，２２，２３に誘起されたとしても、導電層２１，２２，２３間で循環させることにより誘導電流ＩＩＤのエネルギを消費することができ、導電層２１，２２，２３を含むデルタ結線の外部で流れる電流を低減することができる。図２に示すように、誘導電流ＩＩＤが電線２５１，２５２，２５３を通じ、想定しないノイズ１０６として制御器２４に流れ込んだとしても、そのノイズ１０６は、比較例（図３）におけるノイズ１０６と比べて十分に低減されている。
本実施形態によれば、被雷時に流れた誘導電流によりデルタ結線の外部で電線２５１，２５２，２５３が焼損したり、耐電圧を超えることで制御器２４が破損するといったことを未然に防止できるので、被雷に対する風防１０および防氷・防曇装置２０の信頼性を十分に確保することができる。
【００４８】
〔第１実施形態の変形例〕
図８（ａ）に示す変形例に係る風防１０は、ヒータとしての２つの導電層２１，２２を備えている。
導電層２１，２２はいずれも、縦方向ＤＶに沿って電流を流す回路として設計されている。導電層２１，２２は、横方向ＤＨに所定の間隔をおいて配列されている。
【００４９】
導電層２１，２２は、風防１０の平面領域を２等分した領域のそれぞれに配置されている。
導電層２１，２２は、環状に結線されており、制御器２４により単相交流または直流が供給される。
【００５０】
本例においても、第１実施形態と同様に、導電層２１，２２の間で誘導電流ＩＩＤが循環するように導電層２１，２２を結線している。
図８（ａ）と、導電層２１，２２の結線図である図８（ｂ）において、導電層２１の上端と導電層２２の下端とを結ぶ区間２７Ａを実線で示し、導電層２２の上端と導電層２１の下端とを結ぶ区間２７Ｂを一点鎖線で示している。
【００５１】
着雷により生じた磁場Ｈ（図６（ａ））に導電層２１，２２が置かれると、図８（ａ）および（ｂ）に白抜きの矢印で示すように、下から上に向けて誘導電流ＩＩＤが流れる。
図８（ｂ）に示すように、導電層２１に誘起された誘導電流ＩＩＤは、区間２７Ｂに位置するＢ点から区間２７Ａに位置するＡ点に向けて流れる。
一方、導電層２２に誘起された誘導電流ＩＩＤは、Ａ点からＢ点に向けて流れる。
つまり、Ａ点およびＢ点の各々において、誘導電流が流入かつ流出するため、Ａ点およびＢ点よりも制御器２４側において過大な電流が流れない。
【００５２】
したがって、導電層２１，２２を含む環状の経路の外部に対して電流の出入りが抑制された状態で、図８（ｂ）に破線の矢印で示すように、誘導電流ＩＩＤが導電層２１，２２の間で循環し、熱として消費される。
その結果、上記の第１実施形態と同様に、環状経路の外側に位置する電線２５１，２５２の区間や制御器２４、さらには制御器２４よりも上流側へと誘導電流ＩＩＤが及ぼす影響を低減することができる。
【００５３】
〔第２実施形態〕
次に、図９を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態以降では、第１実施形態とは相違する事項を中心に説明する。
第２実施形態では、導電層２１，２２，２３のそれぞれに誘起された誘導電流ＩＩＤを互いに相殺させる。
図９（ａ）に示す第３実施形態の風防３０は、第１実施形態と同様に縦方向ＤＶに沿って延在する導電層２１，２２，２３を備えている。導電層２１，２２，２３の各々の上端は中性点２０Ｙでスター結線されている。
【００５４】
着雷により生じた磁場Ｈに、導電層２１，２２，２３が置かれると、導電層２１，２２，２３には、図９（ａ）に白抜きの矢印で示すように、下から上へと誘導電流ＩＩＤが誘起される。すると、図９（ａ）と、結線図である図９（ｂ）に示すように、導電層２１，２２，２３のそれぞれに誘起された誘導電流ＩＩＤが、互いに相殺され、導電層２１，２２，２３の各々における下端に接続された電線２５１，２５２，２５３に誘導電流ＩＩＤが流れることが抑制されるので、電線２５１，２５２，２５３や制御器２４等に誘導電流ＩＩＤが及ぼす影響を低減することができる。
【００５５】
〔第２実施形態の変形例〕
図１０に示す変形例に係る風防３０は、ヒータとしての２つの導電層２１，２２を備えている。
導電層２１，２２は、風防３０の平面領域を２等分した領域のそれぞれに配置されている。
導電層２１，２２は、上端同士が結線されており、単相交流または直流が供給される。
【００５６】
着雷により生じた磁場Ｈに、縦方向ＤＶに沿って延在する導電層２１，２２が置かれると、導電層２１，２２には、図１０に白抜きの矢印で示すように誘導電流ＩＩＤが下から上に向けて誘起される。すると、導電層２１を流れる誘導電流ＩＩＤと、導電層２２を流れる誘導電流ＩＩＤとが互いに相殺されるので（破線の矢印参照）、導電層２１，２２の下端に接続された電線２５１，２５２や制御器２４等に誘導電流ＩＩＤが及ぼす影響を低減することができる。
【００５７】
〔第３実施形態〕
次に、図１１を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、風防３０の複数の導電層のそれぞれに誘起された誘導電流ＩＩＤを導電層間で十分に相殺するために、導電層の面積の比率を磁場の強度分布に基づいて定めている。
図１１には、隣り合うメインの２つの風防３０，３０を示している。風防３０の周縁部は、金属製のリテーナ１２により機体に支持されている。また、風防３０，３０の間には、図示しない金属製のワイパーが設けられている。
【００５８】
風防３０は、ヒータとして４つの導電層３１，３２，３３，３４を備えている。導電層３１〜３４はいずれも縦方向ＤＶに沿って延在し、横方向ＤＨに配列されている。
導電層３１〜３４は、風防３０の横幅の中心に対して左右対称に配置されている。
【００５９】
導電層３１，３２は、風防３０の横幅方向の一端側の領域に配置されている。
図１１の例でいうと、導電層３１，３２は、左に図示された風防３０の右側の領域と、右に図示された風防３０の左側の領域とにそれぞれ配置されている。
導電層３１，３２の各々の表面抵抗率は同等である。
【００６０】
一方、導電層３３，３４は、風防３０の横幅方向の他端側の領域に配置されている。
図１１の例でいうと、導電層３３，３４は、左に図示された風防３０の左側の領域と、右に図示された風防３０の右側の領域とにそれぞれ配置されている。
導電層３３，３４の各々の表面抵抗率は同等である。
【００６１】
導電層３１，３２の各々の上端は配線２８１により結線されており、導電層３１，３２の各々の下端は電線２５１，２５２を介して図示しない制御器に接続されている。制御器２４により導電層３１，３２に単相交流または直流が供給される。
導電層３３，３４は、配線２８２により上端が結線されており、電線２５３，２５４を介して下端に接続された図示しない制御器により単相交流または直流が供給される。
【００６２】
雷は、金属製のリテーナ１２やワイパーに到達（着雷）する確率が高い。特に、リテーナ１２の縦の辺およびワイパーが位置している風防３０の縦方向ＤＶの周縁部３０１の付近に着雷する確率が高い。
図１１に示すように風防３０の周縁部３０１に雷電流ＩＴが着雷した場合、雷電流ＩＴの周りに、波面１００により示される磁場Ｈが生じる。磁場Ｈの強度（磁界強度）は、波面１００の中心に近いほど高く、中心から離れるにつれて低くなるように分布している。
【００６３】
導電層３１が隣接する風防３０の縦方向ＤＶの周縁部３０１の付近に着雷すると、導電層３１には、周縁部３０１に近いため導電層３２と比べて高い強度の磁場が作用する。
これに基づいて、本実施形態では、導電層３１の幅を導電層３２の幅と比べて狭くしている。そうすると、導電層３１，３２の断面積の違いに基づいて、導電層３１の電気抵抗は相対的に大きく、導電層３２の電気抵抗は相対的に小さいので、導電層３１，３２をそれぞれ流れる誘導電流ＩＩＤを均衡させることができる。それによって、誘導電流ＩＩＤを十分に相殺することができる。
【００６４】
また、導電層３４が隣接する風防３０の縦方向ＤＶの周縁部３０２の付近に着雷したときに備え、周縁部３０２に近いため導電層３３と比べて大きな磁場が作用する導電層３４の幅を導電層３３の幅と比べて狭くしている。そのため、やはり、導電層３３を流れる誘導電流ＩＩＤと、導電層３４を流れる誘導電流ＩＩＤとを均衡させ、両者を十分に相殺することができる。
【００６５】
〔第３実施形態の変形例〕
第３実施形態は、三相交流が供給されるヒータに適用することもできる。
図１２に示す風防３０は、ヒータとして６つの導電層３１〜３６を備えている。導電層３１〜３６はいずれも縦方向ＤＶに沿って延在している。
導電層３１〜３３は風防３０の向かって左側の領域に、導電層３４〜３６は風防３０の向かって右側の領域に配置されている。導電層３１〜３６は、風防３０の横幅の中心に対して左右対称に配置されている。
【００６６】
導電層３１〜３３は各々の上端でスター結線されている。導電層３１〜３３の各々の下端に接続された電線２５１〜２５３を介して図示しない制御器により導電層３１〜３３に三相交流が供給される。
導電層３３〜３６も同様にスター結線されて三相交流が供給される。
【００６７】
導電層３１〜３３および導電層３４〜３６には、上述した磁界強度の分布に基づいて、着雷する確率が高い風防３０の縦方向ＤＶの周縁部３０１または周縁部３０２に近いほど狭い幅を与える。
例えば、周縁部３０１の付近に着雷した際には、導電層３１〜３３のうち導電層３１で最も大きな磁界が作用し、導電層３１、導電層３２、導電層３３の順に、作用する磁界強度が小さくなる。その磁界強度と反比例するように、周縁部３０１から遠ざかるほど広い幅を導電層３１、導電層３２、導電層３３の各々に設定している。
同様に、周縁部３０２の付近に着雷した際には、導電層３４〜３６のうち導電層３６で最も大きな磁界が作用し、導電層３６、導電層３５、導電層３４の順に磁界強度が小さくなるので、周縁部３０２から遠ざかるほど広い幅を導電層３６、導電層３５、導電層３４の各々に設定している。
【００６８】
上記のように構成することにより、導電層３１〜３３の間で誘導電流ＩＩＤを均衡させて十分に相殺し、導電層３４〜３６の間で誘導電流ＩＩＤを均衡させて十分に相殺することができる。
【００６９】
〔第４実施形態〕
次に、図１３を参照し、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態に係る風防４０は、積層体の異なる層として２つの導電層４１，４２を備えている。
導電層４１，４２はいずれも、風防４０の平面領域のほぼ全体に亘り配置されている。導電層４１，４２は、配線２８により上端で結線されており、各々の下端に接続された電線２５１，２５２を介して接続された制御器２４により単相交流または直流が供給される。
これらの導電層４１，４２は、風防４０の面内方向において同じ領域に配置されているので、磁場Ｈにより導電層４１，４２の各々に作用する磁界強度の分布がほぼ等しいか、磁界強度分布に差があったとしてもその差が小さい。そのため、導電層４１に誘起される誘導電流ＩＩＤと導電層４２に誘起される誘導電流ＩＩＤ（一点鎖線で示す）とを均衡させて十分に相殺することができる。
本実施形態によれば、第３実施形態のように各導電層の幅を考慮する必要がない。
【００７０】
〔第４実施形態の変形例〕
図示を省略するが、風防４０は、積層体の互いに異なる層として、三相交流が供給される３つの導電層を備えていてもよい。それらの導電層の各々の上端は中性点２０Ｙで結線される。
そうした３つの導電層の各々を流れる誘導電流ＩＩＤを均衡させて十分に相殺させることができる。
【００７１】
図１３に示すように風防４０の厚み方向の異なる位置にそれぞれ複数の導電層が配置された構成は、第１実施形態と同様に誘導電流ＩＩＤを循環させる構成にも適用することができる。
つまり、風防４０の厚み方向の互いに異なる位置に配置された３つの導電層に関し、第１実施形態の導電層２１〜２３と同様に、デルタ結線内で隣り合うもの同士の一方の上端と他方の下端とを結線することにより、３つの導電層の各々に誘起された誘導電流ＩＩＤを相殺することができる。
【００７２】
〔第５実施形態〕
図１４に示す第５実施形態に係る風防５０は、ヒータとしての３つの導電層５１，５２，５３を備えている。
導電層５１，５２，５３は、デルタ結線されており、三相交流が供給される。
導電層５１，５２，５３は、風防５０の平面領域を逆さＹ字状のギャップ４０Ｇにより３つに区画した領域のそれぞれに配置されている。導電層５１，５２，５３は、風防５０の横幅の中心に対して左右対称に形成されている。
本実施形態における「左」および「右」は、図１４の紙面における左および右に従う。
導電層５１は、略三角状に形成されて風防５０の下側に配置されている。
導電層５２は、導電層５１よりも上方で、左側に配置されている。
導電層５３は、導電層５１よりも上方で、右側に配置されている。
【００７３】
導電層５１と導電層５２とは、縦方向ＤＶに沿った配線２９Ａにより結線されている。配線２９Ａは、導電層５１において左端部に接続されている。
導電層５１と導電層５３とは、縦方向ＤＶに沿った配線２９Ｂにより結線されている。配線２９Ｂは、導電層５１において右端部に接続されている。
導電層５２と導電層５３とは、横方向ＤＨに沿った配線２９Ｃにより結線されている。配線２９Ｃは、導電層５２，５３の各々の上端に接続されている。
【００７４】
着雷により生じた磁場Ｈにより、図１４に白抜きの矢印で示すように、二つの誘導電流ＩＩＤが誘起される。
すると、左側に誘起された誘導電流ＩＩＤと、右側に誘起された誘導電流ＩＩＤとが、互いに電位が同じために相殺される。
したがって、導電層５１の下端における左側および右側に接続された電線２５１，２５２や、配線２９Ｃに接続された電線２５３、制御器２４等に誘導電流ＩＩＤが及ぼす影響を低減することができる。
【００７５】
上記以外にも、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。
上記各実施形態の風防が備える導電層は、縦方向ＤＶに沿って延在しているが、縦方向ＤＶに対して傾斜した方向に沿って導電層が延在していてもよい。その場合でも、導電層が延在する方向に、航空機に落雷する雷電流の向きとしてみなせる鉛直方向Ｄ０の成分が含まれているため、電磁誘導により導電層に誘導電流が流れる。そのため、上記各実施形態で説明したように誘導電流を循環させたり相殺させたりして、導電層の上流側（導電層に交流電流を供給する側）への影響を低減することができる。
【００７６】
また、上記各実施形態において、導電層の代わりに、電熱線を採用することもできる。
図１５に、電熱線を採用した風防の一例を示す。
風防６０は、風防６０の面内方向に配線される電熱線６１，６２，６３をヒータとして備えている。
電熱線６１，６２，６３は、風防パネル１１に埋め込んだり、風防パネル１１同士の間に挟み込むことで、風防６０に備えられている。
【００７７】
電熱線６１，６２，６３は、制御器２４により印加される三相交流に対応しており、第１実施形態の導電層２１，２２，２３と同様に、誘導電流ＩＩＤが循環するようにデルタ結線されている。
電熱線６１，６２，６３はいずれも、縦方向ＤＶに沿って延在するループ状に配線されており、風防１０の横方向ＤＨに配列されている。
【００７８】
着雷により流れた誘導電流ＩＩＤは、電熱線６１，６２，６３の間で循環するうち、熱として消費されるので、誘導電流ＩＩＤによる電熱線６１，６２，６３の結線の外部への影響を低減することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１        航空機
１Ａ      機首
１０．１０Ａ，１０Ｂ      風防
１１      風防パネル
１２      リテーナ（支持用部材）
２０      防氷・防曇装置
２０Ｙ    中性点
２１〜２３      導電層（導電性部材）
２４      制御器
２５１〜２５４      電線
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ      区間
２８      配線
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ      配線
３０      風防
３１〜３６      導電層（導電性部材）
４０      風防
４０Ｇ    ギャップ
４１，４２      導電層（導電性部材）
５０      風防
５１，５２，５３      導電層（導電性部材）
６０      風防
６１，６２，６３      電熱線
８１，８２，８３      導電層
８６Ａ，８６Ｂ，８６Ｃ      区間
１００    波面
１０１    磁束
１０２    磁束
１０３    波面
１０６    ノイズ
３０１    周縁部
３０２    周縁部
Ｄ０      鉛直方向
ＤＨ      横方向
ＤＶ      縦方向
Ｈ        磁場
ＩＩＤ      誘導電流
ＩＴ      雷電流
【図１】
0006549855.tif 000002
【図２】
0006549855.tif 000003
【図３】
0006549855.tif 000004
【図４】
0006549855.tif 000005
【図５】
0006549855.tif 000006
【図６】
0006549855.tif 000007
【図７】
0006549855.tif 000008
【図８】
0006549855.tif 000009
【図９】
0006549855.tif 000010
【図１０】
0006549855.tif 000011
【図１１】
0006549855.tif 000012
【図１２】
0006549855.tif 000013
【図１３】
0006549855.tif 000014
【図１４】
0006549855.tif 000015
【図１５】
0006549855.tif 000016