JP6203822B2 - 電流還流接続ハーネスおよび複合胴体フレームに取り付けるための方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属部品を接続することを可能にする電流還流ネットワーク、特に、複合材料から形成されるスキンを有する次世代型飛行機の電気ネットワークのための接続ハーネスに関する。本発明はさらに、このタイプのハーネスを複合材料から成る飛行機胴体フレームに取り付けるための方法に関する。

この次世代型スキンの複合材料は、炭素繊維をベースとした不均質材料を含む。従来、電気的相互接続機能は、旧世代型アルミニウムスキンによって提供されていた。具体的には、航空機製造者は、すべての金属部品を同じ電位にするため、電気設備のＥＭＣ（電磁両立性）保護のため、ならびに、雷電流−間接および誘導−および帯電を散逸させるためにこれを使用して、機器負荷の電流を還流させていた。

本発明はさらに、それを通じて電気が通る任意のアーキテクチャまたは構造にさらに適用されてもよく、これは、限定ではないが、特に複合スキンを有する飛行機の客室の胴体においてこのアーキテクチャを安全にするように、電流還流制御を必要とする。

炭素複合材料は、可もなく不可もない電気導体であり、ジュール加熱に関しては不良である。それゆえ、このタイプの被覆は、上記の機能をもたらすためには使用されない。

複合構造のスキンを有する飛行機に電気相互接続機能を実装することを可能にするために、金属から作成される部品から構成されるアーキテクチャが、特に電流還流電気ネットワークを作成するために着想されている。概して、このネットワークは、飛行機胴体の長さ方向にわたって延伸する３つの長手方向ネットワーク、すなわち、
上部ネットワーク（荷物室、ケーブルトレイおよび中央支持体を支持するための金属部品から構成される天井）、
成形シートレール、成形金属ケーブル支持物などを備える、中央部ネットワーク、
成形金属貨物レールなどをベースとした下部ネットワーク（床）から構成されている。

これらの長手方向ネットワークは、金属部品（クロスヘッド、構造ロッドなど）もしくは大断面ケーブルまたは他の導電性要素によって横方向に相互接続されている。このように、上記の機能を実行するように、電流還流ネットワークのメッシュ構造が作成される。

しかしながら、電流還流ネットワークの横方向相互接続は、キャビン内張りパネル１の背後にある、客室内の、図１に示すような電気配線ハーネス３に対するルーティング割当てを大幅に低減している。これらのルーティングはまた、飛行機スキン５に取り付けられている炭素繊維複合材料、カーボンフレームとして既知である構造フレーム２０に沿って局在化されている。

しかしながら、これらのハーネス３のＥＭＣ保護の限界６は、ハーネスが電流還流ネットワークの要素に近いという点で、保証されなければならない。断面積の広いケーブルは、十分な容積を利用可能にするように、少なくとも１つの電気配線ケーブルが飛行機から取り外されることを必要とするため、断面積の広いケーブルを使用することはこの環境には適していない。利用可能な容積７は、熱音響保護体４０の両側、すなわち、この保護と、スキン５に取り付けられているカーボン構造フレーム２０との間、および／または、この保護体とキャビン内張りパネル１との間に位置する。

この容積７に適切な構造の要素を挿入するためのソリューション、すなわち、
構造フレーム２０とともに硬化され、一体化された金属生地（キャンバス地、メッシュ、編物、ガーゼなど）、
平坦な金属編組、
構造フレーム２０に対する金属箔、
ハーネス３にフィットする強化オープンシース、
複数の小断面電気ケーブル
が受け入れられている。

導電性、低密度、コストおよび技術的性能要件、ならびに飛行環境の複合的理由から、素地、箔、編組または小断面ケーブルに最も適切な材料はアルミニウムである。強化シースにとって、好ましい材料は銅である。しかしながら、これらのソリューションにはすべて、以下の理由から深刻な欠点がある。

構造フレーム２０とともに硬化されたアルミニウム素地が加わることに関して、
アルミニウムおよび炭素は、温度に応じた膨張／収縮係数が大幅に異なるか、またはさらには反発する係数であり、これによって許容不可能な内部応力が経時的に生じ、
炭素およびアルミニウムの電気化学的適合性は非常に乏しく、この結果、電解腐食が生じて、アルミニウムが消滅してしまう場合があり、
素地の形態のアルミニウムと電流還流ネットワークの金属部品との間に電気接続を生成するのが極度に困難になり、
アルミニウム素地と構造２０の炭素との間に電流が通るべきではないので、それらの間に電気的絶縁を置かなければならない。

平坦なアルミニウム編組を使用することによって、以下の問題が生じる：
特に航空分野において、電気接続として使用するのに適したニッケル含有アルミニウムワイヤの平坦な編組はない。
編組の接続について信頼可能な漏れ防止を達成するのが極めて困難であり、これが、このタイプの編組が航空分野で使用されない理由である。
等価な有効断面積のケーブルよりもはるかに（約４５％）容積が大きい。
素地と同じように電気的絶縁が必要になる。

金属箔に関して、これを飛行機に一体化するにはフレーム上で数メートルをとることになり、この長さは単一のホルダを使用して位置付けられることを妨げることになる。この目的に提供される追加の電気インターフェースを容積７内に取り付けることは困難である。その上、箔は形状にフィットするため、２つの部分を電気的に接続することは非常に困難であり、接続を信頼可能かつ長期的に漏れ防止することは困難である。さらに、
アルミニウムと炭素との間に電気化学的不適合性の問題は箔にも関係し、
炭素構造フレームへの固定点を形成するために追加セットの締め具が提供されなければならず、
箔は、飛行機の上部および中央部において電流還流回路への直接の電気接続を形成するのにそれほど適してはおらず、これらの接続には、末端に大断面ケーブルが設けられることが必要となり、電気インターフェースの数および重量が増大し、
素地および編組と同じようにアルミニウムと炭素の間に電気的絶縁が必要になる。

強化オープンシースに関して、強化部を形成する導体は現在のところ銅から作成されており、このタイプの強化部のための技術を再検討する必要はなく、その端部において銅束糸を有する補強具を付けることによって、これらの強化部が接続される部品は標準化されており、一方で、アルミニウム接点は、気密性に関する問題、および、結果として酸化アルミニウムが形成されることにつながる。さらに、シースを被覆する電気ストランドのＥＭＣ保護はさらなる銅を必要としない。

しかしながら、強化シースのために提供される連結部およびコネクタは、電流還流ネットワークへの連結に特有の電流の流れに耐えるようには設計されていない。このように、これらの強化オープンシースは、大断面ケーブルに代わるものとして適切とは考えられ得ない。

利用可能な容積７内で相互接続され位置付けられることになる、小断面ストランドケーブルを使用することは、ケーブルを互いに、および、絶縁体が振動摩擦によって摩滅することなく炭素構造フレーム２０に固定することに関する問題につながり、ここで絶縁体の存在は、アルミニウム／炭素電気化学的不適合性を無効とするために意図されている。それゆえ、これらのストランドを個々に動かなくすることが必要であり、利用可能な空間内でフレーム上に固定点が追加されなければならなくなる。

さらに、端部において、各ストランドは、有効な漏れ防止を得るために別個に漏れ防止されなければならない。それゆえ、重量およびコストの状況は、このソリューションによって非常に好ましくないものになる。さらに、既知の端部接続は、正規化された数のケーブル、一般的には６本のケーブルを有する接続を伴う。８本または１０本のケーブルが使用される場合、それゆえ、２つのコネクタおよび２つの対応する据え付け具が端部ごとに必要になり、またこれに関連して、重量、容積およびコストの状況も非常に好ましくないものになる。

その上、中間接続は、電流の流れに不均等性が生じないように、各分岐において主要ラインのケーブルを切断すること、および、分岐に連結されているケーブルのすべての被覆を剥離することを伴う。提供されるべきコネクタの数は、分岐において連結されるべきケーブルの数に実質的に等しい。同じ問題、すなわち、重量、容積およびコストの問題、この場合はより詳細に、多数のケーブルが切断されることによる信頼性の問題が生じる。

公知の国際公開第２００７／０７５９３１号パンフレットおよび仏国特許第２９６２７１２号明細書は、そのセルが複合材料から作成される航空機電流還流システムを開示している。それらの特許文献は、十分な柔軟性の導体層を開示していない。

国際公開第２００７／０７５９３１号 仏国特許発明第２９６２７１２号明細書

本発明は、重量、容積、コスト、信頼性、漏れ防止、ならびに電気的および電気化学的適合性の問題を低減することができる構造を提供することを目的とする。

この目的のために、本発明は、すべてがコネクタに連結されているむき出し導体の層を有するハーネスを提供する。

より具体的には、本発明は、保護構造に沿ってルーティングされる構造金属部品間の等電位接続ハーネスに関し、上記ハーネスは、電流還流ネットワークの部分間の等電位接続を確立するために、炭素繊維ベースの複合材料から作成されカーボンフレームとして既知である横方向フレームと、内張りパネルとの間に延伸する利用可能な容積内に位置する。このハーネスは、中間コネクタと、末端コネクタと、導体が切断されることなく分岐することによって金属部品に連結するために、中間コネクタ、および、金属電流還流部品に結合されている末端コネクタの間に等電位接続を形成する導通デバイスと、デバイスおよびコネクタの端部領域を被覆する少なくとも１つの保護ジャケットであって、このジャケットは熱音響保護体および／またはカーボンフレームもしくは内張りパネルに接続されているハーネスの機械的、電気的および電気化学的保護のためのものである、少なくとも１つの保護ジャケットとを備え、上記導通デバイスが、その長手方向および横方向において可撓性であり、平行に隣り合って配列された非絶縁導体から形成される平面層であることを特徴とする。導体の数に関して多点式であるモジュラーコネクタが、接続されるべき導体ごとに局部漏れ防止手段に接続されている。

好ましい実施形態において、
各導体はストランドにグループ化された複数の基本アルミニウム束糸から形成され、
コネクタは、電解腐食を防止するように対応する部品に対して収縮取り付けすることによってアセンブリを形成するために、特にニッケルめっき、スズめっきなどによって表面処理され、
中間多点コネクタは層および連結されるべき部品に接続されている、「Ｔ」字分岐によって層内の任意の点に位置付けられ得、
末端および中間コネクタは、整列した陥凹部を備え、各導体は陥凹部に挿入および固定され、
末端コネクタの陥凹部は止まり穴であり、中間コネクタの陥凹部は貫通穴であり、
保護ジャケットは、層を被覆する外部ジャケットと、コネクタおよび外部ジャケットの端部を包囲する共有ジャケットとから構成され、
外部ジャケットは、機械的保護を提供するのに適した、ＰＶＦ（フッ化ポリビニル）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などをベースとした材料の部分と、カーボンフレームおよび／または熱音響保護体もしくは内張りパネルとの電気化学的および電気的絶縁部とから形成され、
共有ジャケットは、コネクタの側部に接続されている導体の漏れ防止領域に対する機械的保護を提供するのに適した、熱収縮性ポリオレフィンシース、または、熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマー材料の局部オーバモールディングの部分から形成され、
局部漏れ防止手段は、各導体を個々に漏れ防止するように、コネクタの入力において、漏れ防止領域において漏れ防止製品をコーティングされている、導体を取り囲む熱収縮性スリーブから形成され、
コネクタは低抵抗性アルミニウム合金から作成される。

有利には、末端および中間接続部および層の導体は、組立者によって規定される、必要とされる基準、すなわち、接続部の抵抗性、遷移および過負荷電流レベル、容積、連結されるべき固定点および部品の数、特定の機械インターフェースなどに応じて適合され得る。

本発明はさらに、ハーネスを飛行機胴体カーボンフレームに取り付けるための方法に関する。この方法において、カーボンフレーム上に層を直接据え付けるために、両面接着コーティングがハーネスの外部ジャケットに接着され、剥離フィルムが徐々に引き剥がされ、ハーネスがフレームに被着される。その後、ハーネスの位置付けがばねピンによって提供および固定され、ばねピンは、前もってフレーム内に形成されている区画内に圧入されるようになり、コネクタが、連結されるべき部品に堅固に固定される。層が熱音響保護体とキャビン内張りとの間に据え付けられる場合、層の剛性支持体および可撓性支持体が、熱音響保護体に沿って設けられる。

有利には、ハーネスは、ピンであって、区画内に一度据え付けられるとピンを解放不可能にするのに適した角度だけ、端部が外部に向かって軸方向にずれている２つの脚を有するピンによって位置決めされる。さらに、ハーネスはまた、局部締め具によって、特に、構造要素に接続されているホースクランプを巻きつけることによって２つのコネクタの間で支持されてもよい。

本発明の実施態様のさらなる態様および詳細は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を読むと明らかとなろう。

従来技術の電流還流ネットワーク（上記参照）の長手方向断面図である。 本発明による例示的なハーネスを備えた飛行機の客室の一部の断面図である。 本発明による例示的なハーネスを備えた飛行機の客室の一部の平面ＩＩ−ＩＩにおける図である。 本発明による例示的なハーネスを備えた飛行機の客室の一部の断面図のカーボンフレームの詳細を示す図である。 図１のハーネスの正面図である。 図１のハーネスの上面図である。 上記の例示的なハーネスの導体の層の部分正面図である。 上記の例示的なハーネスの導体の層の、平面ＩＶ−ＩＶにおける部分断面図である。 上記の層の導体の断面図である。 本発明による漏れ防止スリーブと接続した例示的なハーネス末端コネクタの正面図である。 本発明による漏れ防止スリーブと接続した例示的なハーネス末端コネクタの詳細図である。 本発明による漏れ防止スリーブと接続した例示的なハーネス中間コネクタの上面図である。 層およびコネクタ上に保護ジャケットを形成するための、導体の層を被覆ステップの１つを示す図である。 層およびコネクタ上に保護ジャケットを形成するための、導体の層を被覆ステップの１つを示す図である。 剛性および可撓性支持体のうちの適切な方を用いた熱音響保護体へのハーネスの取り付けの正面図である。 剛性および可撓性支持体のうちの適切な方を用いた熱音響保護体へのハーネスの取り付けの、平面ＢＢにおける断面図である。 剛性および可撓性支持体のうちの適切な方を用いた熱音響保護体へのハーネスの取り付けの、平面ＣＣにおける断面図である。 カーボンフレームへのハーネスの取り付けの、このフレームの直線部分に沿った側面図である。 カーボンフレームへのハーネスの取り付けの、このフレームの角度のついた部分に沿った側面図である。 ハーネス保持ピンの拡大斜視図である。 ハーネス保持ピンの、図１０ｃにおけるＶ−Ｖ方向における拡大図である。 従来の局部締め具ならびに中間および末端接続部による電流還流ネットワークの上部への上記のハーネスの据え付けの一例を示す図である。 ハーネスに特定のクランプを巻きつけることによる固定例の１つを示す図である。 ハーネスに特定のクランプを巻きつけることによる固定例の１つを示す図である。

様々な図面において、同様の参照符号または同じルーツを有する符号は、同様のまたは技術的に等価な要素に関する。「上部」、「中央」および「下部」という用語は、標準的な使用または取り付け形態における相対的な位置付けに関する。「長手方向」および「横方向」という用語は、一つの方向、および、当該方向に直角な平面内に延伸する要素を修飾し、特に「長手方向」は、飛行機の胴体軸に関する。

図２の客室の断面を参照すると、炭素材料飛行機スキン５は、電流還流ネットワーク１０の長手方向上部１０ｓ、中央部１０ｍおよび下部１０ｉが固定されている湾曲した壁の形態にあるように見える。

ネットワークの上部１０ｓは、中央支持体１１と、金属側部支持体１２とを備える。中央支持体１１はケーブル配線および技術的機器を受け、一方で側部支持体１２は荷物室を支持する。

中央部１０ｍは、乗客座席の金属レール１５が取り付けられている金属クロスヘッド１４から構成されている。

下部１０ｉは、金属貨物レール１８を支持するための別の金属クロスヘッド１６を備える。金属構造ロッド１９が、中央金属クロスヘッド１４および下部金属クロスヘッド１６を連結する。

上部、中央部および下部は、炭素繊維をベースとした複合材料から作成された横方向構造フレーム２０によって機械的に相互接続されている。このカーボンフレーム２０上で、本発明による一例の平坦な、可撓性の等電位接続ハーネス３０が、上部１０ｓの支持体１１および１２を、中央クロスヘッド１４に電気的に連結する。

図２のルーティング例において、ハーネス３０は、中央支持体１１および中央クロスヘッド１４に固定されている２つの末端コネクタ３２と、側部電流還流支持体１２に固定されている中間コネクタ３４とを備える。ハーネスは、カーボンフレーム２０と飛行機スキン５の熱音響保護体４０（図１参照）との間に画定される利用可能な容積内で連結を可能にするように、平坦で可撓性である。

図２の平面ＩＩ−ＩＩ内の図２ａの断面図は、図１に示す構造の図内の、飛行機スキン５に沿って形成されるカーボンフレーム２０の連なりを示す。図２ｂの詳細は、フレーム２０と接続した本発明によるハーネス３０の存在を概略的に示す。

図３の正面図は、中間コネクタ３４および末端コネクタ３２を除外した、個々の導体の厚さ、またはいわゆる「ＡＷＧ」較正ゲージ１２の約３ｍｍと同等の、本発明によるハーネス３０の相対的に小さい厚さ「ｅ」を示す。

ハーネス３０の可撓性は、図３ｂの上面図においてこのハーネスの影付き部によって示されているような、ハーネス３０のベースを形成する、好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金から作成される金属導体５１の層５０の柔軟性から生じる。変形形態において、導体５１に直角で層５０に沿って分散されているアセンブリ連結部５２が、平行で隣り合った導体５１を保持する。

この例において、導体５１の数は１０に等しい。より一般的には、各導体の断面、導体の数、導体とコネクタとの間の連結、および、コネクタと連結されるべき部品との間の連結は、利用可能な容積に適合する据え付け空間内の等電位電流還流特性を保持するように決定される。このため、このように等電位接続を形成する導電性の異なるモデルが製造および保管されてもよい。

所与の層が位置付けられているとき、特定のツールが、所望のハーネスを生成するように、コネクタ３２および３４内の各層部分を切断および圧着することを可能にする。このように、ハーネスの接続は、実行されるべき据え付けの構成および寸法に応じて適合され得る。特に、この接続は、接続されるべき接続部の抵抗性、過渡または過負荷電流、固定点の数および据え付けの容積、ならびに連結されるべき部品の数に適合され得る。基準位置付けマーク３１が、構造要素との位置合わせのためにジャケット６０に形成される（図１０ａを参照したハーネスの取り付けの一例の説明を参照されたい）。

コネクタのこの形状によって、その総重量を絶対最小値まで低減することが可能になる。特に、コネクタ３２および３４の厚さ「ｅ」は、それを通る陥凹部または穴の存在に適合するロバスト性を維持するように、導体５１の最大径よりもわずかに大きい。

コネクタは、有利には、電気的使用のためにアルミニウム合金から構成され、それゆえ、低い抵抗性を有する。コネクタは、この表面が低抵抗性であり、連結されるべき支持体１１、１２およびクロスヘッド１４、１６（図２参照）に対する収縮取り付けによって、この接合部に電気的接続を形成する。これによって、電気接続において電解腐食の危険性がなくなる。好ましくは、コネクタは開口５４を介して支持体に固定される。

層は、容易に適合可能にするためにモジュール式でもあり、導体の数および断面、コネクタの寸法、層の厚さおよび幅、ならびに中間コネクタの数は調整され得る。さらに、電気的および機械的連結接合部は、連結されるべき部品に適合され得る。

層５０は、機械的保護シースを形成する、ＰＶＦ（フッ化ポリビニル）またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）プラスチック材料などから成る外部保護ジャケット６０に被覆される。このジャケット６０はさらに、ハーネスの、カーボンフレームに対する電気化学的および電気的絶縁をもたらすことを可能にする。

末端コネクタ３２および中間コネクタ３４における仕上げは、共有ジャケット６２を形成する熱収縮性ポリオレフィンシースの部分によってもたらされる。この共有ジャケットは、その一端において外部ジャケット６０の端部６０ｂを包囲し、その他端において末端コネクタ３２および中間コネクタ３４を部分的に被覆する。このように、共有ジャケットは被覆によってそれらを機械的に保護し、層５０の各導体５１に対して個々の漏れ防止が形成される。より詳細な説明が、図８ａおよび図８ｂのアセンブリを参照して与えられる。

図４ａの正面図および図４ｂの平面ＩＶ−ＩＶにおける断面図は、この例において層５０に沿って等間隔に置かれたアセンブリ連結部５２によって堅固に固定されている導体５１の層５０を示す。２つの連結部間の間隔はさらに、このように形成された平面層が十分な可撓性を保持することを可能にするように適合される。適切な場合、これらのアセンブリ連結部はまた、存在しなくてもよい。

各導体５１は、図５の断面図に示されているように、ストランドにグループ化された基本アルミニウム束糸５５から形成される。無論非限定的であるこの例において、導体５１は「ＡＷＧ１２」ゲージまたは約２ｍｍの直径を有する。可撓性および重量の改善のために、導体は有利にはむき出しであり、言い換えれば、電気的に絶縁されていない。

図６ａの正面図および図６ｂの詳細図に示されているもののような末端コネクタ３２は、１つのコネクタ側部３２ｃの幅全体にわたって分散されている個々に整列された陥凹部５７を有し、各陥凹部は、その中に圧着されるべき導体端部５１を受け入れることが可能である。代替的に、導体５１は、はんだ付け、補強具付け、圧縮、超音波などによって陥凹部５７内に固定される。末端コネクタについて、陥凹部５７は、当該コネクタの端部３４ｂに沿って形成される止まり穴である。

末端コネクタ３２は、適切な締め具およびインターフェースを使用して金属支持部品１１およびクロスヘッド１４（図２）に連結される。固定開口５４を取り囲む電気接触ゾーン５４ｃは、ジュール加熱の所定の限界を超えないように拡大される。

この例において、締め具は、開口５４を通じてねじによって提供される。図示されている末端コネクタ３２は、尖鋭突出部３２ａを有する長手方向対称軸Ｘ’Ｘを有し、開口５４は実質的にこの端部の中心に形成されている。このタイプの締結インターフェースは、半穿孔、所与の角度での屈曲などを受けてもよい。他の変形形態において、インターフェースは、迅速着脱、１／４回転などであってもよい。

導体５１と末端コネクタ３２との間の接続部は、熱収縮性スリーブ４６によって被覆されている、漏れ防止領域４５として既知の領域内を、漏れ防止樹脂、たとえば、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などによってコーティングすることによって漏れ防止される。このように、導体は個々に漏れ防止される。

中間コネクタ３４により具体的に関連して、図７の正面図に一例が示されている。末端コネクタのように、中間コネクタ３４は、適切な締め具およびインターフェースによって金属支持部品１２（図２）に連結される。固定開口５６を取り囲む電気接触ゾーン５６ａの範囲は、放熱に応じて最適化され、たとえば、開口５６を通るねじによって締め具がもたらされる。

同様に、多点中間コネクタ３４の平面層５０とのインターフェースは、各導体５１を個々の陥凹部５８内に挿入することによって形成される。

これらの陥凹部は、長手方向貫通孔５８によって形成され、導体５１が、末端コネクタの陥凹部におけるようにこれらの穴の中に固定される。図６ａおよび図６ｂを参照して末端コネクタ３２について開示された漏れ防止、すなわち、漏れ防止樹脂および熱収縮性スリーブ４６の組み合わせを再生することによって、コネクタ３４の側部３４ｃの各々に関連して漏れ防止がもたらされる。このソリューションには、以下の利点がある：
等電位接続を形成する導体５１が切断されず、結果として接触抵抗が改善し、接続の信頼性が増大する。
重量が改善する。
端部３４ｂにおいて一方または両方の側部３４ｃの近くで中間コネクタ３４の陥凹部内に各導体を部分的に固定する（末端コネクタにおける固定のように圧着などによって固定する）ことができ、一方の側部のみで固定することによって、他方の締め具を節約することが可能になるが、導体と中間コネクタとの間の接触抵抗が２倍になる。

中間コネクタ３４の、飛行機の他の金属部品とのインターフェースは、特定の要件に適合される。このように、中間コネクタ３４は、ねじ固定開口５４を有する単一の突出部３５を有してもよく（図３ａおよび図３ｂ参照）、または、同じタイプの固定を有する複数の突出部を有してもよい。

末端コネクタのように、このインターフェースは、半穿孔、所与の角度での屈曲などを受けてもよい。同様に、このインターフェースの他の変形形態は、迅速着脱、１／４回転などであってもよい。

これらの中間コネクタは、機器の部品からの電流還流ケーブルをこの機器の部品に可能な限り近く接続し、「Ｔ」分岐を形成することを可能にする。

共有ジャケットによる被覆の２つのステップにおける本発明によるハーネス３０の組み立ての一例の全体的な正面図が図８ａおよび図８ｂに示されている。ハーネスは、多点末端コネクタ３２および多点中間コネクタ３４を有する導体５０の層を備える。

多点末端コネクタ３２および多点中間コネクタ３４を有するむき出しアルミニウム導体５１の層５０のアセンブリは、たとえば圧着によってもたらされ、各コネクタ３２および３４において特定のツールを使用して単一の動作において導体５１が圧着される。圧着後、以下のように電気的および機械的性能が達成される：
圧着部の電気抵抗は、圧着のない等価な長さの導体の電気抵抗を厳密に下回る。
所与の導体において、圧着部の電気抵抗はすべて、互いから約５％の変動範囲内にあり、これによって、層５０の導体５１における循環からの不均質な電流を防止することが可能になる。
引張強度は少なくとも、導体５１の弾性限界に等しい。

等電位接続のための一例の平坦な可撓性ハーネスを提供するプロセスは、有利には平面層に予備成形されている、アルミニウム合金から作成される必要な長さの導体５１をサイジングするために切断することによって開始する。圧着のための端部５１ｅを準備することは、必要に応じて、圧着のための端部の組み立てを妨害する可能性があり得るアセンブリ連結部５２を引き抜くことによって開始する。各導体５１はその後、テンプレート（図示せず）に対して精密に調整される。適切なツールを使用して導体が切断される。

各導体５１はその後、末端コネクタ３２または中間コネクタ３４内の意図される陥凹部５７または穴５８の中に導入される。導体５１は交差してはならない。

動作は、導体５０の層を、外部ジャケット６０を形成する部分６０Ｔによって被覆することによって開始し（図８ａ）、外部ジャケット６０は、その内面に事前に接着されている、たとえばＰＴＦＥから作成される可撓性機械的保護ならびに電気的および電気化学的絶縁フィルムを巻きつけることによって形成される。取り付けマーク３１が部分６０Ｔ上に形成される。

その後、コネクタ３２、３４および外部ジャケット６０の間の層が、部分６２Ｔにおいて熱収縮性シース６２によって被覆される（図８ｂ）。これらの部分が、導体の漏れ防止領域４６の機械的保護を保証するように、一方では、外部ジャケット６０の部分６０Ｔの端部６０ｂを、他方では、導体５１の、コネクタ３２、３４への接続領域４６を、これらのコネクタの端部３２ｂおよび３４ｂが被覆されるまで被覆することによって、共有ジャケット６２を形成し、コネクタ３２、３４において仕上げが実行される。

このように保護されたハーネス３０の熱音響保護体４０の部分への取り付けが、図９ａの正面図ならびに図９ｂおよび図９ｃの（平面ＢＢおよびＣＣにおける）断面図に示されている。ハーネス３０は、保護体４０とキャビン内張り１との間の支持体の下にルーティングされる。ハーネスは、剛性支持体７１および可撓性支持体７２を使用して保護体４０に接合される。各剛性支持体７１（図９ｃ）は、この例では「Ｌ」字形状を有し、「Ｌ」字の一方の脚で導体５１の層５０を取り囲む。ハーネスは、「Ｌ」字の他方の脚を介して熱音響保護体４０に固定される。

２つの剛性支持体７１の間に、繊維材料などから成る可撓性支持体がストラップ７２を形成する（図９ｂ）。これらのストラップは、適切な手段、すなわち、縫製、接着、はんだ付け、粘着ストリップなどによって保護体４０に接続される。これらのストラップは、ハーネス３０が２つの剛性支持体７１の間に形成してしまう可能性がある膨らみを防止し、したがって、摩擦に起因するその早期の摩耗を防止する。

熱音響保護体およびキャビンの内張りパネル１が位置付けられる前の、ハーネス３０のカーボンフレーム２０の直線部分への取り付けが、図１０ａの側面図に示されている。ハーネスが据え付けられる前に、両面接着ストリップ７３が、フレーム２０に堅固に固定されるべきであるハーネス３０の表面に接着される。

ハーネス３０の据え付けは、ハーネス３０上に形成される開始位置合わせマーク３１を、フレーム２０の構造要素、図示されている例ではフレーム保持部品２１の端部と位置合わせすることによって開始する。

作業者１００はその後、ストリップ７３の接着面を露出させるために剥離フィルム７４を徐々に引き剥がし、ハーネス３０を接着するようにフレーム２０に被着させる。この非構造的な接着によって、ハーネスを定位置に保持することが可能になり、位置付けおよび固定がより容易になる。その後、ハーネス３０の位置付けがばねピン８０によって提供および固定され、ばねピンは、フレーム２０内に形成された適合するノッチ８１内に圧入されることになる。有利には、ピン８０の間隔および形状は様々であり、環境および機械的インターフェースに適合される。

図１０ｃの概略図に示されているようなフレーム２０の角度のついた部分２２上で、湾曲した表面がハーネス３０を受けることができる。特に、導体の層が可撓性であるために、ハーネス３０は、凹形、凸形またはより複雑な表面上に据え付けられ得る。

図１０ｂの詳細図は、ばねピン８０を示す。このピンは、ブリッジ８０ｃによって連結されている、２つの角度のついたアーム８０ａおよび８０ｂから構成される。各アーム端部８０ａ、８０ｂにおいて、フレーム２０内のノッチ８１内に適合されるように、端部８０ｐを有する屈折部が形成される。図１０ｄのビューに示されているように、図１０ｂの方向Ｖ−Ｖにおいて、端部８０ｐは軸方向において、脚８０ａおよび８０ｂに対して角度αだけ外側に向けてずれている。この角度αは、その脚８０ａおよび８０ｂのばね効果によって、ピンがその区画８１内に一度据え付けられると、ピンを自然には解放不可能にするように適合されている。

いくつかの領域において、フレーム２０に接着することによるハーネス３０の位置付けは、機械的環境または容積によってより困難にされる。図１に示されているように、電流還流ネットワークの上部１０ｓの領域において、ハーネス３０は、フレーム２０上の局部締め具９１（カラー、フランジなど）を使用して位置付けられる。支持体１１および１２上で、固定は、好ましくは末端コネクタ３２および中間コネクタ３４を使用してもたらされる。

例として、特にホースクランプをハーネス３０に巻きつけることによる２つの締結が図１２ａおよび図１２ｂに示されている。図１２ａを参照すると、ハーネス３０が、固定支持体９２を介して構造要素５ａに接続されて、プラスチック材料ケーブルタイ９１ａによって局所的に巻かれ、保持されている。図１２ｂにおいて、ハーネス３０に、飛行機においてハーネスを固定するのに標準として使用されているＰカラー９１ｂを巻きつけられている。Ｐカラー９１ｂは同様に、取り付け要素９２ｂを介して構造要素５ａへの固定を可能にする。

本発明は、開示および図示されている実施形態に限定されない。たとえば、導体に適合するために部分的に貫通穴によって、および、止まり陥凹部によって形成されるハイブリッド中間コネクタを提供することが可能である。さらに、導体は、好ましくはアルミニウムから作成されるが、同様に銅合金から作成される可能性もあり得る。さらに、コネクタの、連結されるべき部品への堅固な固定は、同様に、ねじ止め、リベット止め、つば出し、はんだ付け、ろう付けまたは任意の同様の手段によって提供されてもよい。

Claims (13)

1. 電流還流ネットワークの部分間に等電位接続を確立するための、利用可能な容積（７）内に位置し、炭素繊維ベースの複合材料から作成された横方向カーボンフレーム（２０）と、内張りパネル（１）との間に延伸する、保護構造（４０）に沿ってルーティングされる金属構造部品（１０、１１、１２、１４、１６）の間の等電位接続のためのハーネスであって、中間コネクタ（３４）と、末端コネクタ（３２）と、導体が切断されることなく分岐することによって金属構造部品（１２）に連結するために、中間コネクタ（３４）、および、電流の還流を可能とする金属構造部品（１１、１４）に結合されている末端コネクタ（３２）の間に等電位接続を形成する導通デバイスと、導通デバイスおよびコネクタ（３２、３４）の端部領域（３２ｂ、３４ｂ）を被覆する少なくとも１つの保護ジャケット（６０、６２）であって、この保護ジャケット（６０、６２）は熱音響保護体（４０）および／または横方向カーボンフレーム（２０）もしくは内張りパネル（１）に接続されているハーネスの機械的、電気的および電気化学的保護のためのものである、少なくとも１つの保護ジャケット（６０、６２）とを備え、前記導通デバイスが、その長手方向および横方向において可撓性であり、平行に隣り合って配列された非絶縁導体（５１）から形成される平面層（５０）であること、および、コネクタはモジュール式であり、非絶縁導体（５１）の数に関して多点式であり、接続されるべき各非絶縁導体（５１）において局部漏れ防止手段に接続されていることを特徴とする、ハーネス。
2. 各非絶縁導体（５１）が、ストランドにグループ化された基本アルミニウム束糸（５５）から形成される、請求項１に記載の等電位接続ハーネス。
3. コネクタ（３２、３４）が、電解腐食を防止するように接続されるべき対応する金属構造部品（１１、１２、１４、１６）に対して収縮取り付けすることによってアセンブリを形成するために、ニッケルめっき、スズめっきおよび銀めっきから選択される処理を使用して表面処理される、請求項１または２のいずれかに記載の等電位接続ハーネス。
4. 末端および中間コネクタ（３２、３４）が整列された陥凹部（５７、５８）を備え、各非絶縁導体（５１）は陥凹部（５７、５８）の中に挿入され、固定される、請求項１から３のいずれか一項に記載の等電位接続ハーネス。
5. 末端コネクタ（３２）の陥凹部が止まり穴（５７）であり、中間コネクタ（３４）の陥凹部は貫通穴（５８）である、請求項４に記載の等電位接続ハーネス。
6. 保護ジャケットが、平面層（５０）を被覆する外部ジャケット（６０）と、コネクタ（３２、３４）および外部ジャケット（６０）の端部（３２ｂ、３４ｂ、６０ｂ）を包囲する共有ジャケット（６２）とから構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の等電位接続ハーネス。
7. 外部ジャケット（６０）が、機械的保護を提供するのに適した、ＰＶＦとして既知のフッ化ポリビニル、またはＰＴＦＥとして既知のポリテトラフルオロエチレンをベースとした材料の部分（６０Ｔ）と、横方向カーボンフレームおよび／または熱音響保護体もしくは内張りパネルとの電気化学的および電気的絶縁部とから形成される、請求項６に記載の等電位接続ハーネス。
8. 共有ジャケット（６２）が、コネクタ（３２、３４）の側部（３２ｃ、３４ｃ）に接続されている非絶縁導体（５１）の漏れ防止領域（４５）に対する機械的保護を提供するのに適した、熱収縮性ポリオレフィンシース、または、熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマー材料の局部オーバモールディングの部分（６２Ｔ）から形成される、請求項６または７のいずれかに記載の等電位接続ハーネス。
9. 局部漏れ防止手段が、各非絶縁導体（５１）を個々に漏れ防止するように、漏れ防止領域（４５）において漏れ防止製品をコーティングされている、非絶縁導体（５１）を取り囲む熱収縮性スリーブ（４６）から形成される、請求項８に記載の等電位接続ハーネス。
10. コネクタ（３２、３４）が低抵抗性アルミニウム合金から作成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の等電位接続ハーネス。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載のハーネスを、横方向カーボンフレームから成る飛行機胴体フレームに取り付けるための方法であって、横方向カーボンフレーム（２０）上に平面層（５０）を直接据え付けるために、両面接着コーティング（７０）がハーネス（３０）の外部ジャケット（６０）に接着されること、剥離フィルム（７４）が徐々に引き剥がされ、ハーネス（３０）が横方向カーボンフレーム（２０）に被着されること、その後、ハーネスの位置付けがばねピン（８０）によって提供および固定され、ばねピン（８０）が、前もって横方向カーボンフレーム（２０）内に形成されているノッチ（８１）内に圧入されるようになること、コネクタ（３２、３４）が、連結されるべき金属構造部品（１１、１２、１４、１６）に堅固に固定されること、ならびに、平面層（５０）が熱音響保護体とキャビン内張りとの間に据え付けられる場合、平面層（５０）の剛性支持体（７１）および可撓性支持体（７２）が、熱音響保護体（４０）に沿って設けられることを特徴とする、横方向カーボンフレームから成る飛行機胴体フレームにハーネスを取り付けるための方法。
12. ハーネスが、ばねピン（８０）であって、ノッチ（８１）内に一度据え付けられるとばねピン（８０）を解放不可能にするのに適した角度（α）だけ、端部（８０ｐ）が外部に向かって軸方向にずれている２つの脚（８０ａ、８０ｂ）を有するばねピン（８０）によって位置決めされることを特徴とする、請求項１１に記載の飛行機胴体の横方向カーボンフレームにハーネスを取り付けるための方法。
13. ハーネス（３０）がまた、局部締め具（９１）によって、特に、構造要素（５ａ）に接続されているホースクランプ（９１ａ、９１ｂ）を巻きつけることによって２つのコネクタ（３２、３４）の間で支持される、請求項１２に記載の取り付け方法。

Images