(57)【要約】航空機の窓（１２）用の腐食シールド（５４）提供される。腐食シールドは、環状バンド（５６）を含み、環状バンドは半径方向外側の外側縁部（５８）と、半径方向内側の内側クリップ（６０）とを含む。腐食シールド（５４）は、外側のリム（２２）と、窓ガラス（２０）をその内側に取り付ける中央開口（２６）の周囲の内側のサッシ（２４）と、を有する複合窓枠（１８）を覆うように寸法形状付けされる。クリップ（６０）は、中央開口（２６）の周囲において、サッシ（２４）を保護すると共にサッシへの腐食シールド（５４）の組付けを許容するための非対称形態を有する。
2010515623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の窓用の腐食シールド（５４）であって、
半径方向外側の外側縁部（５８）と、中心孔（２６）の周囲において非対称の半径方向内側の内側クリップ（６０）とを有する環状バンド（５６）を含む腐食シールド。
【請求項２】
環状バンド（５６）が平坦であり、外側縁部（５８）及び内側クリップ（６０）が何れも、その内側側部（２８）から湾曲され且つ中央孔（２６）を包囲する環状のトラック（７０）を形成し、腐食シールド（５４）の、前記内側側部と反対側の外側側部（３０）の周囲部分が空力的に円滑である請求項１の腐食シールド。
【請求項３】
環状バンド（５６）、外側縁部（５８）、内側クリップ（６０）、が全体的に、腐食シールド（５４）の短軸（４４）の横断方向に沿って離間する前方支柱（６２）及び後方支柱（６４）と、腐食シールド（５４）の長軸（４６）に沿って長手方向に離間され且つ中央孔（２６）を包囲する上方レール（６６）及び下方レール（６８）と、を含み、
内側クリップ（６０）が長軸（４６）の各側に関して非対称である請求項２の腐食シールド。
【請求項４】
内側クリップ（６０）の、後方支柱（６４）に沿った弓状長さ部分（Ｚ）が、前方支柱（６２）に沿った部分よりも長い請求項３の腐食シールド。
【請求項５】
内側クリップ（６０）が、前方支柱（６２）に沿った略四半円状部分における弓状長さ部分（Ｙ）と、後方支柱（６４）に沿った略半円状部分における弓状長さ部分（Ｚ）とを有する請求項４の腐食シールド。
【請求項６】
内側クリップ（６０）の、前方支柱（６２）と後方支柱（６４）との間の各弓状長さ部分（Ｙ〜Ｚ）が、上方及び下方の各レール（６６、６８）に沿って増大する請求項４の腐食シールド。
【請求項７】
内側クリップ（６０）の、前方支柱（６２）と後方支柱（６４）との間の各弓状長さ部分（Ｙ〜Ｚ）が、上方レール（６６）及び下方レール（６８）に沿って、該上方レール（６６）及び下方レール（６８）の各中央位置と長軸（４６）との交叉位置付近において増大する請求項４の腐食シールド。
【請求項８】
環状バンド（５６）及び外側縁部（５８）が、中央孔（２６）の周囲において対称である請求項４の腐食シールド。
【請求項９】
外側縁部（５８）が、前方支柱（６２）、後方支柱（６４）、上方レール（６６）及び下方レール（６８）、に沿った一様な弓状長さ部分（Ｘ）を有する請求項４の腐食シールド。
【請求項１０】
環状バンド（５６）、外側縁部（５８）、内側クリップ（６０）が、厚さが一定である一体の金属板を含む請求項４の腐食シールド。
【請求項１１】
外側縁部（５８）が、前方支柱（６２）、後方支柱（６４）、上方レール（６６）及び下方レール（６８）、に沿った一様な弓状長さ部分（Ｘ）を有し、
内側クリップ（６０）の、後方支柱（６４）に沿った弓状長さ部分（Ｚ）が、前方支柱（６２）に沿った部分よりも長く、
トラック（７０）が、前方支柱（６２）に沿った部分において拡幅化され、後方支柱（６４）に沿った部分において狭幅化される請求項１０の腐食シールド。
【請求項１２】
外側縁部（５８）の横断方向の曲率が、内側クリップ（６０）の横断方向の曲率よりも大きい請求項１１の腐食シールド。
【請求項１３】
積層構造の窓枠（１８）にして、中央孔（２６）を包囲する外側リム（２２）及び内側サッシ（２４）を有し、環状バンド（５６）が、内側クリップ（６０）が中央孔（２６）を包囲し且つ外側縁部（５８）が前記外側リム（２２）の内側で終端する状態下にサッシ（２４）に接着される請求項４の腐食シールド。
【請求項１４】
サッシ（２４）が、外方に面して後退された座部（７４）を含み、環状バンド（５６）と、外側縁部（５８）と、内側クリップ（６０）と、が、該座部（７４）に面一状態で取り付けられる請求項１３の腐食シールド。
【請求項１５】
曲率の異なる複数の窓枠（１８）にして、各窓枠が、腐食シールド（５４）の可撓性に依存する相当曲率のみ相違する同一の腐食シールド（５４）を含む請求項１３の腐食シールド。
【請求項１６】
請求項１３に記載した腐食シールド（５４）及び窓枠（１８）の組み立て方法であって、
腐食シールド（５４）の後方支柱（６４）部分の内側クリップ（６０）を、窓枠（１８）の相当する後方支柱（３８）における相補的なリップ（４８）に沿って引っ掛けること、
サッシ（２４）の周囲のトラック（７０）内に、腐食シールド（５４）をその上方レール（６６）及び後方レール（６８）に沿って然るべく弾発係入させ、かくして前方支柱（６２）と締結させること、
を含む方法。
【請求項１７】
腐食シールド（５４）であって、
外側縁部（５８）を包囲する平坦な環状バンド（５６）と、中央孔（２６）を境界付けする内側栗婦（６０）と、を有する一体の金属板性の環状体を含み、
外側縁部（５８）及び内側クリップ（６０）が何れも、腐食シールド（５４）の共通の内側側部（２８）から横断方向に湾曲され、かくして、中央孔（２６）を包囲する環状のトラック（７０）を画定し、
内側クリップ（６０）が、中央孔（２６）の周囲において非対称である腐食シールド。
【請求項１８】
環状バンド（５６）、外側縁部（５８）、内側クリップ（６０）、が全体的に、腐食シールド（５４）の短軸（４４）に沿って横断方向に離間する前方支柱（６２）及び後方支柱（６４）と、腐食シールド（５４）の長軸（４６）に沿って長手方向に離間された上方レール（６６）及び下方レール（６８）とを含み、前記前方支柱（６２）及び後方支柱（６４）と、上方レール（６６）及び下方レール（６８）とが長円状の中央開口（２６）を形成し、
内側クリップ（６０）が、前方支柱（６２）及び後方支柱（６４）における弓状長さ部分（Ｙ、Ｚ）において相違する請求項１７の腐食シールド。
【請求項１９】
環状バンド（５６）、外側縁部（５８）、内側クリップ（６０）、が全体的に、内側のトラック（７０）に横断方向において対向する空力的に円滑な外側側部（３０）を有し、
環状バンド（５６）及び外側縁部（５８）が、該外側縁部（５８）が環状バンド（５６）から半径方向外側の一様な弓状長さ部分（Ｘ）を有する状態下において内側クリップ（６０）の周囲で対称とされ、
内側クリップ（６０）の、後方支柱（６４）に沿った弓状長さ部分（Ｚ）が、前方支柱（６２）に沿った部分よりも長く、
内側クリップ（６０）の弓状長さ部分（Ｙ〜Ｚ）が、上方及び下方の各レール（６６、６８）に沿って増大する請求項１８の腐食シールド。
【請求項２０】
航空機用の窓（１２）であって、
半径方向外側のリム（２２）と、中央孔（２６）を包囲する半径方向内側のサッシ（２４）と、を含む複合窓枠（１８）と、
サッシ（２４）の外側側部に接合させた環状バンド（５６）と、該環状バンド（５６）を、前記リム（２２）と一体化させる半径方向外側の外側縁部（５８）と、中央孔（２６）の周囲で非対称的に前記サッシ（２４）をライニングする半径方向内側の内側クリップ（６０）と、を含む金属板性の腐食シールド（５４）と、
を含む窓。
【請求項２１】
リム（２２）及びサッシ（２４）が全体的に、短軸（４４）に沿って横断方向に離間した前方支柱（３６）及び後方支柱（３８）と、長軸（４６）に沿って長手方向に離間した上方レール（４０）及び下方レール（４２）とを形成し、該前方支柱（３６）及び後方支柱（３８）と、上方レール（４０）及び下方レール（４２）とが長円状の中央開口（２６）を形成し、
環状バンド（５６）、外側縁部（５８）、内側クリップ（６０）が全体的に、前方支柱（３６）及び後方支柱（３８）に相当する前方支柱（６２）及び後方支柱（６４）と、上方レール（４０）及び下方レール（４２）に相当する上方レール（６６）及び下方レール（６８）とを形成し、前記前方支柱（６２）及び後方支柱（６４）と、上方レール（６６）及び下方レール（６８）とが前記長円状の中央孔（２６）を包囲し、
腐食シールド（５４）が、非対称の内側クリップ（６０）を除き、中央孔（２６）の周囲で対照的である請求項２０の窓。
【請求項２２】
内側クリップ（６０）が、短軸（４４）の各側において対称であり、長軸（４６）の各側において非対称である請求項２１の窓。
【請求項２３】
内側クリップ（６０）の、後方支柱（６４）に沿った弓状長さ部分（Ｚ）が、前方支柱（６２）に沿った部分よりも長く、内側クリップ（６０）の上方レール（６６）及び下方レール（６８）に沿った弓状長さ部分（Ｙ−Ｚ）が増大する請求項２２の窓。
【請求項２４】
環状バンド（５６）、外側縁部（５８）、内側クリップ（６０）が全体的に、長円状の中央孔（２６）を包囲する、腐食シールド（５４）の共通の内側側部に関する環状のトラック（７０）を形成し、且つ全体的に、空力的に円滑な、トラック（７０）とは反対側の外側側部（３０）を形成し、
腐食シールド（５４）が、長円状の中央孔（２６）と、中央孔の周囲のリム（２２）との間でサッシ（２４）内に半径方向に形成した、該腐食シールドに相当する後退された座部（７４）内に面一状態で接着される請求項２３の窓。
【請求項２５】
複合窓枠（１８）が、リム（２２）及びサッシ（２４）を半径方向に貫いて伸延する剛性の樹脂マトリクス（５２）内に固着した共通の、繊維層（１〜７）を含み、外側の繊維層（１）がサッシ（２４）の位置で腐食シールド（５４）に連結され、横断方向内側の繊維層（７）が外側の繊維層（１）と対向され、複数の異なる中間の各繊維層（２〜６）が繊維層（１）及び（７）の間で積層される請求項２４の窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に航空機に関し、詳しくは、航空機の窓に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な商用航空機では、コクピット後方から機尾直前の位置まで、機体両側に沿って多数の窓が配置される。機体は管状で、その前後の各端部間で直径又は半径が変化し、それに伴い、窓のサイズや曲率も航空機の長手方向に沿って変化する。
窓は、航空機の外側スキンに設けた相当する孔に好適に取り付けた枠を含み、枠枠には相当する窓ガラスが固定取り付けされる。
航空機の外側スキンは代表的にはアルミニュームのような高強度金属で製造され、窓枠もまた代表的には高強度金属で製造されることから、航空機の長手方向に沿った特定の窓位置に応じた、サイズや強度条件の異なる窓アセンブリを個別に製造するための色々の金属加工法が使用される。
【０００３】
航空機は、その重量が飛行性能に直接影響することから、その種々の構成部品に関し、これを軽量化させる一方で商用運転中の使用寿命を伸ばすに十分な強度を持たせるための開発が続けられている。
また商用航空機の場合、そのコスト、特には、常に上昇し続ける機関用燃料価格に関わるコストがその主たる設計目標となる。航空機そのものの初期製造コストも主要な設計目標であって、航空機の初期購入コストやその後の運転コストは何れも、航空機及びその使用寿命期間中の運転に際して推定される低コスト性に関わる競合性を評価する上で重要な基準となるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、解決しようとする課題は、航空機用の軽量の複合窓枠及び複合窓枠用の腐食シールドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、半径方向外側の外側リム及び半径方向内側の内側クリップを有する環状バンドを含む航空機窓用の腐食シールドが提供される。腐食シールドは、窓ガラスを受ける中央開口の周囲に外側リム及び内側サッシを取り付けた複合窓枠を覆う寸法形状を有し、内側クリップは、インナーサッシを保護すると共に腐食シールドをインナーサッシに組み込めるように中央開口の周囲で非対称に配置される。
【発明の効果】
【０００６】
航空機用の軽量の複合窓枠及び複合窓枠用の腐食シールドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、多数の窓の１つを部分拡大断面図で示す、飛行中の商用航空機の例示図である。
【図２】図２は、図１の線２−２に沿った位置での窓の、機体の外側から見た場合で且つ図の左側に機体の一部と共に示した平面図である。
【図３】図３は、図２に示した窓の、航空機とは分離した状態で示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示した窓の、線４−４に沿って切断した部分拡大断面図と共に示す断面図である。
【図５】図５は、図３に示す窓の、サッシに取り付けた腐食シールドの、部分拡大断面図と共に示す斜視図である。
【図６】図６は、支持用のサッシに接着した腐食シールドの、横断方向での部分拡大断面図である。
【図７】図７は、平坦な環状の金属板を各図に例示する一体型の環状の腐食シールドとして冷間圧延形成する状況を例示した斜視図である。
【図８】図８は、曲率の異なる３つの共通窓枠で使用するべく寸法形状付けした共通の腐食シールドの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１には、飛行中のガスターボファンエンジン式の飛行機又は航空機１０が例示される。航空機は、コクピット後方から機尾直前の位置に至る機体又は外側スキン１４の両側沿いに、列状に配置した多数の窓１２を含む。
各窓は、キャビンの圧力一体性を維持すると共に、飛行中に外側スキン上を機尾方向に高速で流れる外部空気流１６を含む外部環境からキャビン内の乗客を保護する。
各窓は、機体又は外側スキン１４の相当する孔を介して好適に取り付けられ、その寸法形状は航空機の長手方向に沿って変化する。機体又は外側スキン１４は全体に円筒状又は管状なので、その内径又は半径Ａは機首から幅広の乗客用胴部、そして機尾までの長手方向に沿って変化する。
各窓１２は機体又は外側スキンの部分的な曲率又は半径Ａに合う特定の寸法形状とさ、飛行機毎にサイズの異なる多数の窓が必要となるので、そうしたサイズの相違に応じた構造上の差を持たせるように製造しなければならない。
【０００９】
航空機の多数の窓はデザイン的には同じであるが、その寸法形状や曲率を含む形態は好適に変化され得る。図１には窓１２の実施例が横断方向断面で例示され、図２では平面図で示される。各窓は一体の複合窓枠１８を含み、この複合窓枠には従来からの透明な窓ガラス２０が好適に装着される。複合窓枠１８それ自体は機体又は外側スキン１４に相当する孔を通して好適に取り付けられ、その内部の窓ガラスを支持する。
複合窓枠１８は図３及び図４にその１実施例の詳細が例示され、半径方向外側の環状フランジ又はリム２２と、内部に取り付けた窓ガラス２０によりシール状態下に閉鎖された中央孔２６を包囲する、同中心の、半径方向内側の環状フランジ又はサッシ２４とを含む。
サッシ２４は、当該サッシを横断する厚さＴのリム２２から、この厚さ方向を横断する層構成を維持しつつ、リム２２から横断方向にオフセットされる。積層構成のリム及びサッシは複数層、例えば１〜７つの層を有し、各層は複合窓枠の半径方向軸Ｒに沿ってリム及びサッシの横方向、つまり半径方向に伸延する。
各層は複合窓枠の、航空機キャビンの内側側部及び機体又は外側スキンの外側縁部に各々相当し且つ相対する内外の各側部２８及び３０間を横断する方向において相互に異なるものであることが好ましい。
【００１０】
図４に例示したサッシ２４では、その環状の移行リブ３２が中央孔２６の全円周に沿って下方のリム２２よりも高くなっており且つリム２２を横断方向に架橋している。サッシ２４の内側側部と移行リブ３２とが、窓ガラス２０をその内部に取り付け得る中央ポケット３４を画定する。サッシ２４又はサッシバーは、窓ガラス２０を取り付け且つトラップさせると共に、加圧された航空機キャビンから窓を横断して付加される差圧に耐える環状組子を画定する。
リム２２、サッシ２４、移行リブ３２、は単独又は一体の構成部品として相互に一体化され、図２及び図３に示す中央孔２６の周囲に沿った円周方向に連続する。
従って、一体化されたリム、サッシ、リブはその全体が、対向する各縁部間で一体的に連結した垂直な前後の各カラム又は支柱３６、３８と、水平な上下の各レール４０、４２とを画定する。
支柱３６及び３８は複合窓枠１８の短軸４４に沿って横方向、つまり水平方向に離間され、かくして複合窓枠の水平方向幅Ｗを画定する。
２本のレール４０、４２は、複合窓枠の長軸４６に沿って長手方向、つまり垂直方向に離間され、かくして複合窓枠の高さ又は長さＬを画定する。
側方の２つの支柱３６及び３８は中央孔２６を横断方向に境界付けし、２本のレール４０、４２は、中央孔２６を垂直方向に境界付けする上部ヘッダ及び下部シルを提供し、これらの支柱及びレールはその全体が横方向、つまり円周方向において中央孔２６を完全に包囲する。
【００１１】
図３及び図４に例示したリム２２は、複合窓枠の外側境界位置から、複合窓枠と直交する移行リブ３２との交叉部にかけて好ましくは一様な厚さを有し、複合窓枠を、代表的にはボルト又はその他の好適な締め具を利用して機体又は外側スキンに構造上装着するために十分な表面積を提供する。
サッシ２４は、移行リブ３２と交叉する位置からサッシの半径方向内側までの厚さが前記リムの構成に対応して減少され、この部分が中央孔２６を円周方向に包囲する又は境界付けする比較的薄い弓状のリップ４８を画定する。
好ましい実施例では、移行リブ３２によって横断方向に離間された全体に平坦な２つの異なる平面内において、サッシ２４に沿った外側縁部３０が、リム２２に沿った内側側部２８と全体に平行となる。
サッシ２４の内側側部２８は、移行リブ３２と交叉する位置に向けて、前記外側縁部の構成に対応して、半径方向外側に且つ、オフセットされたリム２２に向けて下方に傾斜され、かくして、窓ガラス２０を完全に包囲する傾斜した環状の座部５０を形成する。窓ガラス２０はこの傾斜した環状の座部に相当する傾斜した周囲部分を有する。
【００１２】
このように、飛行中に窓ガラスに作用する差圧負荷は傾斜したサッシ２４に傾斜連結部を介して担持されるが、サッシ２４はその弓状の内側部又は移行リブ３２との交叉部が比較的肉厚なため、この差圧負荷による周囲のリムへの付加応力は小さくなる。
図４に例示したリム２２、移行リブ３２、サッシ２４は、複合窓枠の同中心の外側及び内側の各周囲部分との間に構造上連続する負荷通路を提供し、これらのリム２２、移行リブ３２、サッシ２４を半径方向に貫いて伸延する共通層１−７は、図４に略示する剛性の樹脂マトリクス５２として固着させた高強度の繊維積層体を含む。
図４に例示した各層は、航空機の外側の周囲環境に面して外側に露呈させた外側層１と、この外側層と横断方向に対向する、航空機キャビン内で内側を向く内側層７と、例えば、対向する外側及び内側の各層間に積層され且つ隠された、複数の異なる内側層又は中間層２−６と、を含むことが好ましい。
【００１３】
露呈された共通の外側層１は複合窓枠の内面又は外面を完全に覆い、かくして、その複合窓枠に適した、避雷を含む保護を提供する。
図２〜４に示すように、サッシ２４の外側に環状の腐食シールド５４を接着させることで複合窓枠に対する追加的な保護が提供され得る。腐食シールドは、薄板状のチタンの如き金属で、支柱３６、３８及びレール４０及び４２に沿って連続する金属環状体を提供し、中央孔２６を完全に包囲して雨風による腐食から保護するものであることが好ましい。
図４に示すサッシ２４とリム２２との間のオフセットの高さ又は深さは、この高さ又は深さが、その周囲の仮想線で示す機体又は外側スキン１４の厚さと合致して、サッシの外側表面と機体又は外側スキンの外側表面とが実質的に同じ高さになるように選択する。
この場合、薄い腐食シールド５４はサッシ内に後退され、約１〜３ミル（０．０２〜０．０８ｍｍ）程の高さで機体又は外側スキンの外側に突出し、かくして、窓ガラス及び機体又は外側スキンの縁部に代わりこの腐食シールドが雨風による腐食を受けることを保証する小隆起部を提供する。円滑な腐食シールドの小隆起部は、航空機がある程度の速度で飛行している間は窓上を流れる周囲空気の円滑な空力的流れを乱すことは無い。
【００１４】
更には、図４に例示した腐食シールド５４は、サッシの平坦な外側表面と一致され、対向する弓状の各縁部はその内側で航空機の内部に一体化される。例えば、腐食シールド５４は、サッシのリップ４８の周囲を部分的に被覆して、その下方の複合積層体が、そうしない場合には比較的軟質のサッシ複合体を腐食させる雨又はデブリ粒子を含有し得る外部の自由空気流１６に直接露呈されるのを最小限化又は排除することが好ましい。
図３に例示した複合積層体としての複合窓枠１８には、デザイン、強度、製造上のみならず、製造コストや使用寿命における耐性上の特定の利益がある。複合窓枠１８はその共通のリム２２、サッシ２４、移行リブ３２により画定されるが、これらリム、サッシ、移行リブの寸法形状、肉厚、形態は、異なる平面でのその長さＬ、幅Ｗ、窓枠自体の環状部の半径Ｒで表す曲率、のみならず、管状の航空機キャビンの部分的な湾曲と一致する窓枠の縦方向の曲率Ａ、における相当する相違を伴いつつ好適に変化され得る。
【００１５】
腐食シールド５４の詳細は図５に例示される。腐食シールドは、半径方向外側の外側縁部５８及び半径方向内側のフック又は内側クリップ６０と一体形成した環状バンド５６を有する、一体又はワンピース構造の部品である。環状バンド５６、外側縁部５８、内側クリップ６０、の３つの部品からなる構造全体が、厚さｔが一定の一体的な金属板又はシートメタルから好ましく形成した比較的簡単な腐食シールド５４を画定する。
金属板で作製した腐食シールド５４は、軽量化と、高い強度、耐久性、弾性、及び可撓性とを持たせるよう、肉厚ｔが約８ミル（０．２ｍｍ）と小さい薄いチタンから好ましく形成される。
環状バンド５６は腐食シールドの中央環状部を構成し、平坦な金属板製であるが故にその内外の各表面は円滑である。
外側縁部５８は外側凸状のブルノーズを構成し、平坦な環状バンド５６とスムーズに一体化し、内側クリップ６０は平坦な環状バンド５６とやはりスムーズに一体化する別の外側凸状のブルノーズを構成する。
【００１６】
外側縁部５８は、機体又は外側スキンに空力的にスムーズに一体化した、腐食シールドの外側縁部上の外部ブルノーズ又は外部弓形部を提供し、内側クリップ６０は、同様に窓ガラスとスムーズに一体化した、中央の環状バンドの反対側の縁部に沿った別の外部ブルノーズを提供する。
腐食シールド５４は、この腐食シールドを好適に支持し且つ固定する、サッシ２４の外側露出面と一致される。環状バンド５６はサッシの平坦面に好ましく接着され、その外側縁部は、機体又は外側スキン１４と合致する位置で複合窓枠の周囲のリム２２に一体化される。また内側クリップ６０は、窓ガラス２０をその内側に取り付ける中央孔２６の周囲でサッシ２４のリップ端部をラッピングする。
【００１７】
金属板製の腐食シールド５４は特に、一体性、完全に環状の形態、三次元（３Ｄ）的な３つの幅寸法を有する薄いプロファイル、を持つ点で特に有益性を持つ。これらの特徴により、腐食シールド製造自体が効率化され、支持用の複合窓枠との組み合わせにおける利益が得られ、環境内を高速飛行する航空機用途で使用する際の、腐食シールドの下側に配置した複合窓枠の腐食の優先的保護が可能となる。
金属製の腐食シールドは高速の雨や空気流に担持される高速の固体粒子による損傷から複合窓枠を保護する。
図２及び図３には航空機の飛行中の空気流１６の主たる水平方向流れが例示される。図５には、飛行中に全体に長円状の航空機窓の異なる部分を機体後方に向けて様々に移動する空気流１６の主な流れが例示される。
【００１８】
環状の腐食シールド５４は、従ってその円周方向及び共通の中央孔２６の各周囲と、支持用の複合窓枠１８とが優先的に非対称化される。
図３に例示した腐食シールド５４は、航空機の飛行中にサッシを保護するよう、複合窓枠１８の露出したサッシ２４の積層状態における寸法形状及び形態に合致する寸法形状及び形態を有する。複合窓枠１８と同様、腐食シールド５４の相当する各構成部品も同様に形態付けされる。
詳しくは、一体の腐食シールド５４の環状バンド５６、外側縁部５８、内側クリップ６０、は全体的に、腐食シールド及び複合窓枠に共通の短軸４４に沿った、横断方向又は水平方向に離間した垂直な前方支柱６２及び後方支柱６４を構成し、更に、やはり腐食シールド及び複合窓枠に共通の、長軸４６に沿って長手方向又は垂直方向に離間した、水平な上方レール６６及び下方レール６８を構成する。腐食シールド５４の各支柱及び各レールと、その下方の複合窓枠とが、窓ガラスをその内部に取り付ける共通の中央孔２６の円周方向を包囲する。
【００１９】
非対称性は、例えば、腐食シールドの下方の複合窓枠の腐食を優先的に保護するため及び、空力的性能を増長させるために、中央孔２６を包囲する環状の腐食シールド５４に対して優先的に導入される。詳しくは、中央の環状バンド５６は平坦又は円滑な金属板であり且つ、図５に詳しく例示するように、腐食シールドを横断する横断方向のセクションにおいて平坦且つ直線状とされる。
環状バンドの円周方向を境界付ける外側縁部及び内側クリップ６０は何れも、上記非対称性により、その共通の内側側部から横方向にアーチ状又は弓状とされ、かくして中央孔２６を包囲する環状の内側溝又は内側トラック７０を構成する。内側トラック７０は、この内側トラックを取り付けるサッシ２４の環状の輪郭に一致するように寸法形状及び形態付けされる。
対照的に、腐食シールド５４の反対側の外側縁部３０は、凸状の外側縁部５８、内側クリップ６０、外側縁部５８と内側クリップ６０との間の平坦な環状バンド５６、に渡り連続的に円滑化され、かくして、飛行中に図５に示すように周囲環境や高速の空気流１６に露呈される、腐食シールドの全周囲方向に沿った、空力的に平坦且つ円滑な露出面を提供する。
【００２０】
図５に例示する、中央孔２６を包囲する環状の内側クリップ６０は、その長円状の三次元形態に基づき、短軸４４の相対する上下の各側部が好ましく対称化され、他方、長軸４６の相対する前後の各側部が好ましく非対称化される。
こうした対称構成に伴い、環状バンド５６と、この環状バンドと一体の外側縁部５８とは、中央孔２６を包囲する非対称の内側クリップ６０の円周方向に沿って好ましく対称化又は一様化される。
凸状の外側縁部５８は、中央の環状バンド５６との交叉部から半径方向外側に渡る一様な弓状長さ部分Ｘを有し、この弓状長さ部分は、腐食シールド全体における前後の各支柱６２、６４及び各レール６６、６８の円周方向周囲に沿って一様化される。弓状長さ部分Ｘは、腐食シールドの下部から高速の外側の空気流１６の侵入を防止し、かくして腐食シールドの下部への所望されざる揚力付加を防止するべく、腐食シールドの下側のサッシ２４の全周囲に沿って腐食シールドを内側部分に好適に一体化させるに十分な長さとするべきである。
【００２１】
図５に示すように、外側縁部５８は機体又は外側スキン１４の周囲の外側表面よりも下方の内側部分に一体化され、その間部分に生じた小後退部又は間隙には、外側縁部を隠し且つ環状バンド５６と機体又は外側スキンとの間に空力的に円滑な表面を継続させるようにする好適なシール材を充填することができる。外側縁部の弓状長さ部分Ｘは、約９０°までの角度においてこの弓状長さ部分と、サッシの移行リブ３２との交叉部分までをカバーする。
図５には窓の水平方向の短軸４４と全体に平行な、航空機の飛行中における空気流１６の主な下流方向流れが略示される。窓は環状であることから、空気流は窓部分の幾何形状、詳しくはサッシ２４及びその腐食シールド５４の各部の幾何形状に関して変化する。
【００２２】
窓の前後の各支柱は長軸４６に関して垂直又は全体に平行に配向されることから、飛行中は空気流はこの長軸と全体に直交する方向で、先ず前方支柱を通過し、長軸を越え、次いで後方支柱を通過する。従って、前方支柱６２の外側縁部５８は腐食シールドの前縁部となり、後方支柱６４に沿った外側縁部は腐食シールドの後縁部となる。
【００２３】
同様に、前方支柱６２に沿った内側クリップ６０は後縁部を構成し、後方支柱６４に沿った内側クリップ６０は前縁部を構成する。
腐食シールドのレール６６、６８は空気流１６の主たる方向に関し、短軸４４に関して全体に平行に配向されることから、空気流は同様に、外側縁部及び内側クリップの各部分に沿って全体に平行に流れる。
然し乍ら、例示した窓は垂直方向に長円状で且つ全体的に矩形であるため、その各支柱やレールは相当する弓状を呈し、各レールは中央孔の周囲の弓状の各角部位置で各支柱を連結し、この構成上、サッシ及び腐食シールドの、特には２本のレール及びこれらレールと各支柱との交叉部に沿った、湾曲した各角部に沿った空気流の相対高速流れが一層複雑になる。
【００２４】
図５に例示したサッシ２４は比較的薄肉の内側のリップ４８の方向にかけて半径方向内側にテーパ付けされ、腐食シールド５４の相当する横断方向セクションはこのテーパ付けを補完するように窓ガラスを包囲し、航空機の空力的に円滑な外側のモールドライン又は表面からの窓ガラスの内側方向へのオフセット量を最小化する。
従って、内側クリップ６０は、サッシの薄いリップ４８やテーパと一致するよう、外側縁部５８よりもその寸法形状及び深さがずっと小さいことが好ましい。
図５に示したように、内側クリップ６０は中央孔２６の周囲において優先的に非対称化され、かくしてサッシ２４のテーパーと、航空機の飛行中の流入空気流れにおける部分的な相違を収受する。詳しくは、内側クリップ６０は、腐食シールドの相当する前後の各支柱６２、６４における長さの異なる横断方向の弓状長さ部分Ｙ、Ｚを有し、各レール６６、６８もそうした長さの差分だけ変化する。
図５では空気流１６は図では主に左から右方向に流れるため、内側クリップ６０は後方支柱６４に沿った弓状長さ部分Ｚの方が前方支柱６２に沿った弓状長さ部分よりも優先的に長くされる。
【００２５】
複合窓枠のサッシ２４はその内側のリップ４８から環状の移行リブ３２との交叉部に渡り半径方向外側に厚肉化され、かくして腐食シールド５４の外側縁部５８の弓状長さ部分Ｘ及び横断方向の曲率又は半径は内側クリップ６０のそれら（サッシの比較的狭幅のリップ４８の周囲を被覆するには比較的小さい）よりも大きく、弓状長さ部分Ｙ、Ｚはそれに応じて好適に短くすることが好ましい。
例えば、内側クリップ６０は、前方支柱６２の長さ方向に沿って、この内側クリップの後縁部を画定するべく略四半分円又は９０°の角度範囲に渡る弓状長さ部分Ｙを有し得ると共に、後方支柱６４に沿った略半円又は１８０°の範囲に渡る内側クリップ６０の前縁部を画定する、後方の弓状長さ部分Ｚを有する。前方の弓状長さ部分Ｙ及び後方の弓状長さ部分Ｚは前方及び後方の各支柱６２、６４の垂直方向全長さに渡り実質的にその一様性を維持し又は一定性を維持し、この一様性は２本のレール６６、６８の前方及び後方の各相当部分まで維持される。
【００２６】
このように、後方支柱６４の前縁に沿った寸法形状の大きい方の内側クリップ６０部分は、後方支柱の狭幅のリップ４８を完全に覆い、かくしてリップの表面腐食を完全に保護すると共に、腐食シールドと後方支柱との間からの高速の周囲空気流の侵入を防止する。然し乍ら、空気流は後縁部に関してはその通過跡を残すがそこから侵入はしないため、内側クリップ６０の、前方支柱６２の後縁部を画定する部分をそれほど大型化させる必要はない。
図５に示すように、内側クリップ６０は前方支柱６２に沿って優先的に小さくされ、後方支柱６４に沿って大きくされ、かくして、前後の各支柱６２、６４間の上方及び下方の各レール６６、６８の両方に沿ったその寸法形状又は弓状長さ部分は対称的に増大される。内側クリップ６０の前方支柱の後縁部に沿った弓状長さ部分Ｙはずっと短く、またその後方支柱６４の前縁部に沿った弓状長さ部分Ｚはずっと長く、これらの各弓状長さ部分の横断方向における間部分は好適な移行部分とされる。
例えば、内側クリップ６０の弓状長さ部分は例示したように２つの支柱間で直線的に増大され得、または、所望に応じて急増され得る。長軸４６が複合窓枠及び腐食シールドを横断方向に実質的に２つの等価部分又は半分体に分割することから、レール６６及び６８に沿った弓状長さ部分の移行長さは、長軸と複合窓枠及び腐食シールドの中央部、又は時計で言えば１２時及び６時の各位置との交叉部分に直ぐ隣り合う又はその近くの位置では好ましく長くなる。
【００２７】
図５に示す内側クリップ６０の寸法形状的移行は、腐食シールドの上部及び底部位置の、腐食シールドの垂直方向の中心線の前後数度の範囲に渡る比較的狭い弓状の移行範囲Ｋ内で生じ得る。この移行範囲Ｋでは、空気流１６は腐食シールド及びこの腐食シールドの内側クリップと、取り付けた窓ガラスとの交叉部と、最大限の腐食保護が望まれる後方支柱の前縁部の開始部と、に沿って全体に平行に自由に流れる。
図５に例示した環状の腐食シールド５４が非対称形態を有し、前方支柱６２に沿った外側縁部５８から後方支柱６４に沿った内側クリップ６０にかけて前縁部が移行するに従い、レール６６、６８の両方に沿った前縁部及び後縁部の相対位置が逆転し、かくして環状のサッシ２４の全ての前縁部に沿って最大限の腐食保護が提供される。
【００２８】
上記構成に対応して、金属板製の弓状の腐食シールド５４により画定される環状の内側溝又は内側トラック７０は、サッシ２４の下方のテーパ付けされた露出表面と一致される。内側トラック７０は前方支柱６２に沿って内側方向に拡開又は拡幅しその下方の前方支柱３６をカバーする。対照的に、内側トラック７０の後方支柱６４に沿った部分は、フック形状の内側クリップ６０が大きくなることから、その内側方向に向けて若干収斂し、後方支柱３８上の機械的なＪ字形フックアタッチメントを提供する。
図６には、複合窓枠の一部と図５に示す腐食シールドとを一体化した状態での部分拡大断面図が示され、腐食シールド５４全体をエポキシのような好適な接着材７２を使用して複合窓枠のサッシ２４の、そうしなければ露出されていた表面に固定状態下に接着している。
薄い腐食シールド５４は、サッシ２４の外側表面内の、この腐食シールドにぴったり合うように形成した凹型座部７４に面一状態で取り付けることが好ましい。座部７４は、薄い腐食シールド５４とその下側の接着材７２とが、前記面一での取り付けを可能とする合計厚さとなる好適な深さｄに於て、複合窓枠のサッシ２４の外側表面に正確に加工され得る。
【００２９】
説明したように、金属板製の腐食シールド５４の厚さｔは８ミル（０．２ｍｍ）とされ得るが、接着材を用いて腐食シールドを面一取り付けする場合は、そうした接着材の使用に伴い座部７４の深さｄを好適に増大させる。例えば、座部の深さｄは約１５ミル（０．３８ｍｍ）であり得るが、その深さは使用する特定の接着材厚みにより相違し得る。
座部７４は外側に面し、その内側に腐食シールド５４の内側トラックを受けるが、この場合、外側縁部５８がその支持用縁部位置でサッシ２４との面一状態を維持し、弓状の内側クリップ６０が、内側のリップ４８の周囲に沿ってサッシとの面一状態を維持し、中央の環状バンド５６が、機体又は外側スキンと共に円滑な表面を提供する。
従って、腐食シールド５４の、環状の内側トラック７０を画定する内側側部は、複合窓枠のサッシ２４の外側縁部に渡り、加工形成した座部７４と一致する。また、腐食シールドの横断方向に関して反対側の外側縁部は、この外側縁部を包囲する機体又は外側スキンと共に空力的に円滑な表面を維持するので、円滑な腐食シールドがその下方の複合窓枠を保護し、かくして空力的な圧力損失が低減される。
【００３０】
腐食シールドの外側縁部５８は機体又は外側スキンの周囲の孔内に一体化され、かくして高速の空気流の侵入を防止する。外側縁部５８の周囲の相当する間隙部には、この外側縁部を包囲する機体又は外側スキンとの連続した且つ円滑な交叉部を提供するシール材を充填できる。
複合窓枠のサッシ２４の薄く且つ狭幅のリップ４８は、このリップ４８に沿った、後方支柱６４の前縁部となる表面の方が、前方支柱６２の後縁部となる表面よりも大きな範囲において、露出される外側の内側クリップ６０によって保護される点が非常に重要である。
従って、上述した一体の金属板製の腐食シールド５４は構成が比較的シンプルでありながら、その構造、製造、組み立て、そして性能、に関わる多様な利益がある。
例えば、図７には初期の平坦な金属板５４Ｍから腐食シールドを製作又は作製する方法例が略示され、この方法では前記金属板５４Ｍが、最終的な腐食シールドの相当する各パーツを形成するに十分な材料を伴う必要な長円状の形態下に好適に切断加工される。
【００３１】
前記金属板５４Ｍを冷間圧延により塑性変形させて最終的な腐食シールドの３Ｄ形態とするために好適な圧延形成装置７６を使用できる。金属板５４Ｍには、圧延形成装置７６を一回以上パスするように好適に駆動させて弓状の外側縁部５８と内側クリップ６０とを圧延賦形し、かくして、必要な内側トラック７０をその内側に形成する。
腐食シールド５４を形成する好適な冷間圧延形成法は、カリフォルニア州ＧａｒｄｅｎａのＤｕｃｏｍｍｕｎ  Ａｅｒｏ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ社により商業的に実施され得る。
最終的な腐食シールド５４は完全に環状の構成部品であり、その強度及びスチフネスは内側トラック７０の３Ｄ的な横断方向断面プロファイルにより創出される曲げ慣性モーメントにより増大されて、しかも尚、腐食シールドの比較的大きな周囲部分の環形が比較的狭幅化されることで腐食シールドの弾性的可撓性が高くなるので、腐食シールドの下側への複合窓枠１８の組み付けや窓の曲率相違に関する追加的な利益が提供され得る。
【００３２】
詳しくは、図５には、３Ｄ形態の腐食シールド５４を、その下側の複合窓枠１８の頂部に組み付ける方法が略示される。
後方の内側クリップ６０は、Ｊ字形フックとしての集合形態において全体に半円形であり且つ後方の内側トラック７０を部分的に閉じる構成を有するので、その組み付け作業は、この内側クリップ６０を腐食シールドの後方支柱６４から、相補的に湾曲されたリップ４８までを複合窓枠の相当する後方支柱３８に沿って引っ掛けることで容易に開始され得る。環状の薄い腐食シールドが持つ固有の可撓性により、この腐食シールドの後方支柱６４はその長手方向の大半に沿って、下方の複合窓枠の後方のリップ４８にクリップ留め又はフック留めされる。
内側クリップ６０は、腐食シールドの各レールに沿って半円形から四半分円状へとその寸法形状が減少するので、組み付けプロセスは、腐食シールドを先ず、そのレール６６、６８の両方に沿って、複合窓枠の相当する各レール４０、４２上の然るべき位置に弾発係止させてサッシ２４の相当部分の周囲の拡開する内側トラック７０内に然るべく位置付け、次いで、腐食シールドの前方支柱６２の前方部を、下方の複合窓枠の前方支柱３６の頂部の座着位置に弾発係止させることで完了する。
【００３３】
後方の内側トラック７０がＪ形であることから、腐食シールドの後方支柱６４と、その下側の、複合窓枠の後方支柱３８とが相互に機械的に錠止され、それに応じて環状の腐食シールドが、レール４０、４２及びその下側の複合窓枠１８の後方支柱３８に沿って配置した相当する座部上で錠止される。
腐食シールドとサッシとの間には、これら部品を組み立てるに先立ち好適な接着材７２を塗布する。従って、組み付けられた腐食シールドはその下方の窓のサッシに対し、このサッシとの一体アセンブリを構成する状態下に機械的及び接着材的に装着される。
逆に、腐食シールドを複合窓枠から分離させる場合は、その間部分の硬化した接着材７２のみならず、後方の内側クリップ６０により生じる有意の錠止力から解放させる必要がある。
図５には、飛行中に腐食シールドを越えて下流側に向かう高速の自由空気流１６が、例えば図６に示すように腐食シールドの中央孔２６内に、好ましくは約１〜３ミル（０．０２〜０．０８ｍｍ）程度後退させて取り付けた下方の窓ガラスを越えて流れる状況が示される。
【００３４】
後方の内側クリップ６０は狭幅のリップ４８の周囲を部分的に包囲することから、その有意の反力が、前縁部との連結部からの高速の空気流の侵入を防止する。また、後方の内側クリップ６０がその全表面を覆うことで、下方の複合窓枠の後方支柱３８の前縁部は完全に保護される。
窓ガラスと、サッシの窓ガラス用の座部５０との間には好適なシール材又はガスケットを設け得、更には、そうしたシール材又はガスケットを使用して内側クリップ６０と窓ガラスとの間の隙間を充填しても良い。
３Ｄ形態の一体の腐食シールド５４には図８に略示する更に他の利益がある。上述したように、航空機はその機体の各側に相当する窓列を含み、各窓列は長円状の共通する複合窓枠１８形態を有している。管状の航空機キャビンはその曲率が変化するために、複合窓枠１８は図８に記号Ａで示す半径で全体を示す曲率に合致される。
【００３５】
然し乍ら、航空機キャビン及び窓の相当する曲率又は半径は航空機の前後間で変化するために、各複合窓枠の相当する曲率は窓同士間だけでなく各窓の２つの支柱３６、３８間でも変化し得る。図８では、１パーセントの何分の１かの変化量であり得る曲率の６つの半径が記号Ａ〜Ｆで表される。
複合窓枠の曲率は、その変化量がそのように僅かであっても航空機キャビンの位置の異なる窓の形態を相当量において変化させる。
航空機一機には、その寸法形状及び形態が１７種において相違する約９２の窓があり、その重量には超軽量から超重量までの５種類がある。全ての窓は類似の長円形態を有し、相当する長円形の腐食シールドが使用される。
【００３６】
然し乍ら、１７種の異なる寸法形状の腐食シールド５４を１７種の異なる寸法形状の複合窓枠で用いるのに代えて、異なる設計形状に対する要求数を低減させるために腐食シールドの固有の可撓性を有益に使用できる。
例えば、複数の複合窓枠１８は、その各支柱に沿って異なる曲率Ａ〜Ｆを有する場合はそれに応じた寸法形状の異なる複合窓枠１８が必要となるが、これら寸法形状の相違する複合窓枠は共通又は同一の寸法形状及び形態の腐食シールド５４を共有し得る。
詳しくは、図８に例示した３つの複合窓枠１８の各々は、これら３つの複合窓枠の異なる曲率Ａ〜Ｆと一致又は合致させるためにその相当する曲率のみが相違する同一の腐食シールド５４を有し得る。
従って、共通の設計形状を有する腐食シールド５４は、その下側の異なる複合窓枠へのフックアンドスナップ形式での組み付けに際し、単に弾性的に屈曲させるのみでそうした異なる曲率を腐食シールドの弾性的可撓性の範囲内で一致させ得る。
【００３７】
図８には、ある設計形状の腐食シールド５４を、その短軸４４又は長軸４６の何れか又は両方に沿って弾性的に屈曲させることで、異なる複合窓枠の異なる曲率Ａ〜Ｆに一致させる状況が略示される。従って、共通設計形状の腐食シールドにおける、特定の空力的用途に関して必要とされる異なるパーツ又は設計図の合計数が低減され、対応する製造コストも低減される。
かくして、ここに開示した、金属板製の比較的簡単な腐食シールド５４は、複合窓枠の、テーパ付けされた３Ｄ形態のサッシ２４に容易に一致され、その全周囲部分を腐食から保護し、他方、サッシの内側に取り付けた窓ガラス２０及び航空機のサッシを取り巻く機体又は外側スキンと共に、空力的に円滑なプロファイルを維持する。腐食シールドは、この腐食シールドと、テーパ付けされたサッシとの間に、航空機の飛行中に窓を通過する高速の自由空気流の空力的圧力に有効に抵抗する機械的相互錠止を提供するべく優先的に非対称化される。
腐食シールドは共通の金属板から容易に製造され、所望に応じて圧延又は打ち抜き加工され、その高強度材料との共同作用により高い強度及び耐久性を持つ一体アセンブリとして、その下方の複合窓枠に容易に固着される。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３８】
１  外側層
７  内側層
１０  航空機
１２  窓、各窓
１４  外側スキン
１６  空気流、自由空気流
１８  複合窓枠
２０  窓ガラス
２２  リム
２４  サッシ
２６  中央孔
２８  内側側部
３０、５８  外側縁部
３２  移行リブ
３４  中央ポケット
３６、６２  前方支柱
３８、６４  後方支柱
４０、６６  上方レール
４２、６８  下方レール
４４  短軸
４６  長軸
４８  リップ
５０、７４  座部
５２  樹脂マトリクス
５４  腐食シールド
５４Ｍ  金属板
５６  環状バンド
６０  内側クリップ
７０  内側トラック
７２  接着材
７６  圧延形成装置
【図１】
2010515623.tif 000003
【図２】
2010515623.tif 000004
【図３】
2010515623.tif 000005
【図４】
2010515623.tif 000006
【図５】
2010515623.tif 000007
【図６】
2010515623.tif 000008
【図７】
2010515623.tif 000009
【図８】
2010515623.tif 000010
【国際調査報告】
2010515623.tif 000011