JP6281960B2 - 電磁効果防御特性を有する自己整列型スリーブ付き突出ヘッド締め具 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、概して、複合構造体で用いられる金属締め具についての締め具技術の分野に関し、より具体的には、雷状態においてホットパーティクルの放出及びエッジの火花発生を防止する圧力含有システムを作成するために、球面状のワッシャーのベースに機械的に取り付けられるポリマーリングを含む球面状のワッシャーと嵌合するように形成される球面状のヘッドを有する締め具に関する。

複合材料を使用した構造製作には、今もなお多くの組立工程用の締め具が必要とされる。金属製の締め具は導電性であり、落雷や他の電磁効果（ＥＭＥ）の問題について、ＥＭＥに対する設計上の検討を要する。ホットパーティクル放出（ＨＰＥ）、並びに締め具ヘッドの外面と他の構造又は締め具スリーブとの間のアーク放電を含む雷状態に関して、締め具の火花発生モードが設計されなければならない。

雷が炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ）構造を直撃すると、かなりの量の電流が、締め具を介して付近の構造内に入り込むことがある。電気エネルギーが二つの面の間を通過するときに、接触抵抗加熱によって、材料が破壊され、孔の中で、若しくは、締め具と、ナット又は壊れやすいカラーなどの関連付けられた内部ねじ締め具との中間の空間で、高温気体（又はプラズマ）が生成されることがある。生成された圧力が十分に大きい場合に、気体は、低圧経路を見つけ、締め具システムから燃料供給領域に逃げることができる。その経路は、突出した締め具ヘッドの下面にあることもある。これらの逃げる気体は、逃げるにつれ金属部品（締め具又は構造体）を浸食するのに十分なほど高温になることがあり、ＨＰＥとして知られる粒子又は液滴を生成する。

落雷の電気エネルギーは、構造の接合部間に伝導され、金属製の締め具を通過する。ある締め具の突出した締め具ヘッドが、締め具ヘッドのエッジとヘッドと接触する構造との間で、アーク放電を起こしたことがある。スリーブ付きの締め具が使用されている場合に、締め具のヘッドと構造体との間に、又は締め具のヘッドとスリーブとの間に、アーク放電が生じることもある。

既存の締め具システムは、一般的に、時間と労働力を要する、事前に成形されたキャップを締め具のヘッド上に取り付ける工程、又は締め具のヘッドの露出された表面から誘電体被覆を取り除くなどの他の手順の追加を含む締め具の取付けを必要とする。

それゆえ、従来技術の締め具取り付け手順の欠点を克服しつつ、ＨＰＥ及びアーク放電の両方を克服する、複合構造体の用途に適した締め具システムを提供することが望ましい。

本明細書で開示される実施形態は、球面状の係合面を有するヘッド及び複合構造体内の孔を通して挿入するためのヘッドから延在するシャンクを有する自己整列（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｉｎｇ ｈｅａｄ：ＳＡＨ）ヘッド、並びにシャンクを受容するのど部及びヘッドの球面状の係合面に接合する球面状の合わせ面を有する自己整列自己シール型（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｉｎｇ ｓｅｌｆ ｓｅａｌｉｎｇ：ＳＡＳＳ）ワッシャーを組み込むことによって、電磁エネルギー保護をもたらす複合構造体用の締め具システムを提供する。

この実施形態は、締め具の挿入のための複合構造体内の孔を識別し、且つ構造体の表面に接触するフランジを有する孔の中にスリーブ本体を挿入することによって、ＥＭＥ保護締め具システムを取り付ける方法を可能にする。次いで、シールがＳＡＳＳワッシャー内のシールリリーフ（ｓｅａｌ ｒｅｌｉｅｆ）内に挿入され、且つボトムランドがスリーブフランジと接触する状態で、ＳＡＳＳワッシャーが孔及びスリーブフランジの上に位置付けされる。ＳＡＨ締め具がスリーブ内に挿入され、スリーブ本体とＳＡＨ締め具シャンクとの間、及びスリーブ本体と複合孔との間の両方の間の締まりばめのためにスリーブを膨張させる。ＳＡＨ締め具のヘッド上の球面状の係合面が、ＳＡＳＳワッシャー上の球面状の合わせ面に接合し、それにより孔の非直交性に起因するＳＡＨ締め具内の角度オフセットが調整される。次いで、内部ねじ山付き締め具が、ＳＡＨ締め具の端部の中のねじ山にねじ付けられる。

ＥＭＥ保護締め具システムについての実施形態の製作は、シャンク上にテーパを有するＳＡＨ締め具シャンクを提供することにより達成することができる。ねじ山がシャンクの第１端部上に形成され、且つ球面状の係合面を有するヘッドがシャンクの第２端部上に設けられる。ねじ込み可能なカウンターボアが、逆トルクをもたらし、且つＳＡＨ締め具の回転を防止するためにシャンク内に設けられる。ＳＡＨ締め具に、誘電体被覆が施される。ＳＡＳＳワッシャーに、ＳＡＨ締め具のシャンクを受容するためののど部、及びＳＡＨ締め具ヘッドの係合面を受容するための球面状の合わせ面が設けられる。のど部内のフレアが、シャンクの角度変位を調整する。シールを受容するためにシールリリーフが設けられる。ボトムランドが、スリーブフランジと接触するためのシールリリーフの内側のＳＡＳＳワッシャー上に設けられる。ボトムランドを除いて、ＳＡＳＳワッシャー上に誘電体被覆が施される。ＳＡＳＳワッシャーのボトムランドに接触するためのフランジ、及び構造の孔の中へ挿入するため、且つＳＡＨ締め具のシャンクを受容するための本体部を有するスリーブが設けられる。

本発明の態様によると、ＥＭＥ保護締め具システムの製造の方法であって、ＳＡＨ締め具シャンクを設けること、シャンクの上にテーパを設けることと、シャンクの第１端部上にねじ山を形成すること、シャンクの第２端部上に球面状の係合面を有するヘッドを設けること、ＳＡＨ締め具のねじ付けのためにシャンク内にねじ込み可能なカウンターボアを設けること、ＳＡＨ締め具に誘電体被覆を設けること、ＳＡＨ締め具のシャンクを受容するためにＳＡＳＳワッシャーにのど部を設けること、ＳＡＨ締め具ヘッドの係合面を受容するためにＳＡＳＳワッシャーに球面状の合わせ面を設けること、シャンクの角度変位を調整するためにのど部内にフレアを設けること、シールを調整するためにシールリリーフを設けることと、スリーブフランジと接触するためのシールリリーフの内側のＳＡＳＳワッシャー上にボトムランドを設けること、ボトムランドを除いて、ＳＡＳＳワッシャー上に誘電体被覆が設けること、並びにＳＡＳＳワッシャーのボトムランドに接触するためのフランジ、及び構造の孔の中への挿入するため、且つＳＡＨ締め具のシャンクを受容するための本体部を有するスリーブを設けることを含む、方法が提供される。

既に説明した特性、機能、及び利点は、本開示の様々な実施形態で独立に実現することができるか、或いは、更に別の実施形態で組み合わせることができる。更に別の実施形態の更なる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解することができる。

航空機の製造及び保守方法のフロー図である。 航空機のブロック図である。 ＥＭＥ保護のための締め具の第１実施形態の側断面図である。 自己整列ヘッド締め具要素の等角図である。 自己整列ヘッド締め具要素の側断面図である。 図３の第１実施形態のための自己整列自己シール型接合ワッシャーの等角断面図である。 図５Ａの自己整列自己シール型接合ワッシャーの側断面図である。 スリーブの等角図である。 スリーブの側断面図である。 図５Ａ及び図５Ｂの自己整列自己シール型接合ワッシャーで用いられるシールの等角図である。 図７Ａのシールの側断面図である。 ＥＭＥ保護のための締め具の第２実施形態の側断面図である。 図８の実施形態における自己整列自己シール型接合ワッシャーの等角図である。 図９Ａの自己整列自己シール型接合ワッシャーの側断面図である。 図９Ａ及び図９Ｂの自己整列自己シール型接合ワッシャーのためのシールの等角図である。 図１０Ａのシールの側断面図である。 ＥＭＥ保護を有する締め具に対する例示的な実施形態を実施する方法のフロー図である。 ＥＭＥ保護を有する締め具システムの製作方法のフロー図である。

本実施形態は、球面状のワッシャーのベースに機械的に取り付けられるポリマーリングを含む球面状のワッシャーと嵌合するように形成される球面状のヘッドを有する突出ヘッドＥＭＥ締め具（ｐｒｏｔｒｕｄｉｎｇ ｈｅａｄ ＥＭＥ ｆａｓｔｅｎｅｒ）を提供する。嵌合部分は、雷状態においてＨＰＥ（高エネルギーの火花）及び端部の火花発生を防止するための圧力含有システムを生成する。更に、現在の実施形態で示される締め具は、０度より大きい角度（すなわり、表面に対して非直交）で穿孔される構造体における孔の中に取り付けることができる。嵌合部分の球面状の形状は、より大きな角度（すなわち、＋／−６度）に対応するようにより多くの材料の厚みを組み込んでもよく、或いは、より小さい角度（すなわち、＋／−２度）に対応するように軽量化するためにより少ない材料を組み込んでもよい。球面状の形状は、固定する間のポイントの負荷を減少させ、結果として嵌合部分の擦過を防止し、潜在的な電気結合通路（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｂｏｎｄ ｐａｔｈｓ）の問題を防止する。追加の密閉要件又は処理要件がない締め具の取り付けは、雷要件を満たす。

より具体的に図面を参照すると、本開示の実施形態は、図１に示されるような航空機の製造及び保守方法１００、及び図２に示されるような航空機１０２に照らし説明することができる。製造前の段階では、例示的な方法１００は、航空機１０２の仕様及び設計１０４と、材料の調達１０６とを含みうる。製造段階では、航空機１０２の、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１０８と、システムインテグレーション１１０とが行われる。その後、航空機１０２は、運航１１４に供されるために、認可及び納品１１２を経ることができる。顧客により運航される間に、航空機１０２は定期的な整備及び保守１１６（改造、再構成、改修なども含みうる）が予定される。

方法１００の各工程は、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレーター（例えば顧客）によって実施又は実行されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。

図２に示すように、例示的な方法１００によって製造された航空機１０２は、複数のシステム１２０及び内装１２２を有する機体１１８を含みうる。高レベルのシステム１２０の例には、推進システム１２４、電気システム１２６、油圧システム１２６、及び環境システム１３０のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれることもある。航空宇宙産業の例を示したが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用されうる。

本明細書に具現化された装置と方法は、製造及び保守方法１００の一又は複数の任意の段階で採用することができる。例えば、製造プロセス１０８に対応するコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機１０２の運航中に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリに類似の方法で作製又は製造されうる。更に、１つ又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせは、例えば、航空機１０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機１０２のコストを削減することにより、製造段階１０８及び１１０の間に利用することができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせのうちの一又は複数を、航空機１０２の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守１１６に利用することができる。

本明細書に記載の実施形態は、ＥＭＥ保護を提供する締め具システムを提供する。この締め具システムは、図１及び図２で定義される航空機、及び上述の航空機、又は任意の似たような構造組立体の方法又はシステムの組み立て要件において使用可能である。図３で示されるように、締め具システム１０の第１実施形態には、自己整列自己シール型（ＳＡＳＳ）ワッシャー１４内で受容される自己整列ヘッド（ＳＡＨ）締め具１２が組み込まれる。スリーブ１６は、締め具システムが利用される構造体２０のアセンブリ孔１８内に挿入されるが、ナット又は壊れやすいカラーのような内部ねじ山付き締め具２８内で受容されるＳＡＨ締め具の第１端部２６上のねじ山２４を有するＳＡＨ締め具１２のシャンク２２を受容する。シャンク内の六角ヘッドカウンターボアのような多面的な又は多重ローブ式（ｍｕｌｔｉ−ｌｏｂｅｄ）のねじ込み可能なカウンターボア３０は、締め具システムを締めるためのねじり受け部分（ｗｒｅｎｃｈｉｎｇ ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）として用いられる。シール３１がＳＡＳＳワッシャー１４と構造体の表面２０の間に設けられる。

ＳＡＨ締め具１２は、図４Ａと図４Ｂで詳しく示される。ヘッド３２は、ねじ端部２６の反対側のＳＡＨ締め具１２の第２端部３４から延在する。ヘッド上の係合面３６が、（図５Ａ及び図５Ｂに関連してより詳細に説明される）ＳＡＳＳワッシャー内の合わせ面に接合する。係合面３６は、実質的に球面状であり、それにより、構造体内の非直交性の孔に起因するウォッシャーの任意の角度変位又はＳＡＨ締め具のシャンク２２の角度変位に影響されずにＳＡＳＳワッシャー１４との位置合わせがもたらされる。例示的な実施形態では、締め具シャンク直径４０の約１．５倍の比率の球面半径３８が用いられる。ヘッド３２の外周の面取り部４２は、ＳＡＳＳワッシャーとの表面ブレンディング（ｓｕｒｆａｃｅ ｂｌｅｎｄｉｎｇ）のために設けられる。例示的な実施形態では、ＳＡＨ締め具は、６ＡＬ−４Ｖチタン合金から製作され、誘電体被覆又は電気絶縁被覆が施される。例示的な実施形態において、被覆は、結合したエポキシ樹脂被覆である。例示的な実施形態では、締め具のシャンク直径の約０．６倍の相対的なヘッドの厚み４４は、＋／−６度の角度変位を受け入れる能力をもたらすが、シャンク直径の約０．１７倍のヘッドの減少した厚みは、以下でより詳しく説明されるように、ＳＡＳＳワッシャー１４の適切な嵌合厚みで＋／−２度の角度変位をもたらす。非直交性の孔に起因する締め具の角度変位を調整する能力によって、接触領域を小さくし、且つ高電圧ブレークダウンの可能性に至ることがあるポイントの負荷が最小限となり、それにより、この実施形態によってもたらされるＥＭＥ保護が強化される。

図５Ａ及び図５Ｂは、図３に示される締め具の実施形態のＳＡＳＳワッシャー１４の詳細を示す。ＳＡＳＳワッシャー１４は、ＳＡＨ締め具１２のヘッド３２を受容するようにサイズ調整される外径４６を有する。外径４６は、ＳＡＳＳワッシャーの厚み４８にわたって実質的に一定である。既に説明されたように、ほぼ球形の形状を有するＳＡＳＳワッシャー内の合わせ面５０は、ＳＡＨ締め具１２のヘッド３２上の係合面３６に接合する。のど部５２は、ＳＡＨ締め具のシャンク２２を受容し、締め具の角度変位をさらに調整するためにフレア５４が設けられる。別の実施形態では、のど部の直径の増大により、代替的に締め具の角度変位が調整される。既に説明されたように、ウォッシャーの厚み４８を締め具ヘッド３２の厚みと等しいように調整し、所望の角度変位を有する角度に適応させ、ＳＡＨ締め具に対する角度変位限界値を確立することができる。例示的な実施形態では、シャンクの直径に対して０．６７倍の厚みの関係が、＋／−６度をもたらす一方で、シャンクの直径の０．１９倍の減少した厚みは、＋／−２度をもたらす。ＳＡＳＳワッシャー１４上のボトムランド５６は、以下でより詳しく説明されるように、スリーブ１６上のフランジ６０と接合する。シールリリーフ５８は、ボトムランド５６を囲み、シール３１を受容する。シール３１は、図６Ａ及び図６Ｂに関連してより詳細に説明されるように、スリーブ１６のフランジ６０の外周を囲む。リリーフ５８は、図７Ａ及び図７Ｂに関連してより詳細に説明されるように、シール３１の係合のための、挟着面６４から径方向内側の角度が付いた膨張容積６２を含む。この構成は、密封を強化し、締め具ヘッドと構造体の間、又は締め具ヘッドとスリーブの間の空間に存在する任意の気体が逃げることを防止する。例示的な実施形態では、ＳＡＳＳワッシャー１４は、Ａ２８６耐食鋼（ＣＲＥＳ）から作られ、更に誘電体被覆又は電気絶縁被覆が施される。ＳＡＳＳワッシャーの外部分上のこの誘電体被覆は、ウォッシャーの底部と構造体又はスリーブの間に誘電バリアを設ける。誘電体被覆は、嵌合されたＳＡＨ締め具ヘッドとＳＡＳＳワッシャーの端部、並びに構造体及び／又はスリーブの端部におけるアーク放電を防ぐ。被覆を除外するためにボトムランド５６がマスクされるか、或いは、被覆が取り除かれ、地金表面がもたらされる。同様に、被覆を除外するために係合面３６及び合わせ面５０がマスクされるか、或いは、被覆が取り除かれ、地金表面がもたらされることがある。

スリーブ１６は、図６Ａ及び図６Ｂで最もよく分かるように、締め具のシャンク２２と合わさり、複合材料内の締まりばめ孔への取り付けを可能にする。スリーブの本体６７の内側直径（ＩＤ）６６は、締め具シャンク２２の直径４０よりも小さい。結合されたＩＤ６６及び本体６７の厚み６８により、スリーブ１６が、損傷なく複合材料に取り付けられることが可能になる。締め具シャンク２２がスリーブ本体６７に滑り込むときに、スリーブのＩＤ６６の表面は滑らかになり、これにより、締め具１２がスリーブ１６を半径方向に膨張させることが可能になり、複合材料への損傷が防止され、これと同時に締め具シャンクとスリーブ孔７０との間、並びにスリーブ１６と構造内のアセンブリ孔１８との間の接触面積が増大する。締め具シャンク２２上のテーパ７２又は半径方向引き込み形状（ｒａｄｉｕｓ ｌｅａｄ−ｉｎ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）（図４Ａ及び図４Ｂで最もよく参照できる）、並びにスリーブ上のフランジ６０と本体６７との間のフィレット７４は、ＳＡＨ締め具１２のスリーブ１６内への挿入位置合わせ、並びにスリーブの膨張を強化するために用いられる。増大した接触面積により、嵌合構造との電気経路が改善され、潜在的なＨＰＥを引き起こしうる空隙が最小限に抑えられる。フランジ６０により、ＳＡＳＳワッシャーのボトムランド５６のための導電性接触表面が設けられる。ＳＡＳＳワッシャーのボトムランド５６上の誘電体被覆がないことにより、ウォッシャーの底部とスリーブとの間の導電性が改善される。被覆がないことにより、スリーブからワッシャーへ伝送されるエネルギーの導電性経路が改善され、締め具ヘッド及びスリーブの端部における任意のアーク放電が防止される。更に、スリーブの底部分は、誘電体被覆又は絶縁被覆が施され、それによりスリーブと、ナット又は壊れやすいカラーなどの噛合式の内部ねじ山付き締め具のカウンターボアとの間のアーク放電が防止される。

例示的な実施形態では、スリーブ１６は、Ａ２８６耐食鋼（ＣＲＥＳ）から作られる。スリーブ本体６７のＩＤ６６の表面は、アルミニウムで被覆されてもよい。

図７Ａ及び図７Ｂは、図３の実施形態の例示的なシール３１の詳細を示す。シール３１は、ＳＡＳＳワッシャーのボトムランド５６及びスリーブ１６のフランジ６０をクリアするのに十分な内径７８を有する。外径７８は、ＳＡＳＳワッシャーの直径４６と実質的に同一であり、挟着面６４と構造体２０との間で係合するシーリングリング８０が設けられる。ＳＡＳＳワッシャー内の角度が付いた膨張容積６２内で受容されるために角張ったビード８２が設けられる。例示的な実施形態では、シールは、ポリマー製であり、ウォッシャーの底部と構造体又はスリーブとの間に密封なされるように、ＳＡＳＳワッシャー１４の外部分を囲む。誘電体シールは、ＨＰＥ状態に留まることを防ぐことに加えて、結合されたＳＡＨ締め具ヘッドとＳＡＳＳワッシャーの端部、並びに構造体及び／又はスリーブの端部における任意のアーク放電を防ぐ。

締め具システム２１０の第２の実施形態は、図８に示される。締め具システム２１０には、自己整列自己シール型（ＳＡＳＳ）ワッシャー２１４内で受容される、図４Ａ及び図４Ｂに関連して既に説明されたものとほぼ同一のＳＡＨ締め具１２が組み込まれる。図６Ａ及び図６Ｂに関連して既に説明されたものとほぼ同一のスリーブ１６は、締め具システムが利用される構造体２０のアセンブリ孔１８内に挿入されるが、ナット又は壊れやすいカラーのような内部ねじ山付き締め具２８内で受容されるＳＡＨ締め具の第１端部２６上のねじ山２４を有するＳＡＨ締め具１２のシャンク２２を受容する。シャンク内の六角ヘッドカウンターボアのような多面的な又は多重ローブ式のねじ込み可能なカウンターボア３０は、逆トルクのため、並びに締め具システムの回転を防止するために用いられる。シール２３１がＳＡＳＳワッシャー１４と構造体２０の間に設けられる。

図９Ａ及び図９Ｂは、図８に示される締め具の実施形態のＳＡＳＳワッシャー２１４の詳細を示す。ＳＡＳＳワッシャー２１４は、ＳＡＨ締め具１２のヘッド３２を受容するようにサイズ調整される直径２４６を有する。ウォッシャー２１４の直径は、ＳＡＳＳワッシャーの厚み２４８にわたって膨張し、第１円錐状表面２６０と第２円錐状表面２６２が筒状の脚部２６４において終端する。先の実施形態のように、ほぼ球形の形状を有するＳＡＳＳワッシャー内の合わせ面２５０は、ＳＡＨ締め具１２のヘッド３２上の係合面３６に接合する。のど部２５２は、ＳＡＨ締め具のシャンク２２を受容し、締め具の角度変位をさらに調整するためにフレア２５４が設けられる。既に説明されたように、ウォッシャーの厚み２４８を締め具ヘッド３２の厚みと等しいように調整し、所望の角度変位を有する角度に適応させる。ＳＡＳＳワッシャー２１４上のボトムランド２５６は、以下で説明されるように、スリーブ１６上のフランジ６０と接合する。シールリリーフ２５８は、ボトムランド２５６を囲み、シール２３１を受容する。シール２３１は、スリーブ１６のフランジ６０の外周を囲む。リリーフ２５８は、図１０Ａ及び図１０Ｂに関連してより詳細に説明されるように、シール２３１の係合のために脚部２６４の内側にある。この構成は、更に密封を強化し、締め具ヘッドと構造体の間、又は締め具ヘッドとスリーブの間の空間に存在する任意の気体が逃げることを防止する。例示的な実施形態では、ＳＡＳＳワッシャー２１４は、Ａ２８６耐食鋼（ＣＲＥＳ）から作られ、更に誘電体被覆が施される。ＳＡＳＳワッシャーの外部分上のこの誘電体被覆は、ウォッシャーの底部と構造体又はスリーブの間に誘電バリアを設ける。誘電体被覆は、嵌合されたＳＡＨ締め具ヘッドとＳＡＳＳワッシャーの端部、並びに構造体及び／又はスリーブの端部におけるアーク放電を防ぐ。被覆を除外するためにボトムランド２５６がマスクされるか、或いは、被覆が取り除かれ、地金表面がもたらされる。同様に、被覆を除外するために係合面３６及び合わせ面２５０がマスクされるか、或いは、被覆が取り除かれ、地金表面がもたらされることがある。

図８の実施形態のシール２３１は、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて詳細に示される。シール３１は、リリーフ２５８内に受容されるべきシールのためにサイズ調整される直径２６６を有する修正Ｏリングである。上部の矩形ビード２６８及び底部の矩形ビード２７０は、材料の製作に伴う分割線である。

本明細書で開示される実施形態は、図１１で説明される方法において、締め具ＥＭＥ保護のために用いられる。複合構造体の孔が、締め具の挿入のために識別される（ステップ１１０２）。フランジが構造体の表面に接触する状態で、スリーブの本体が孔内に挿入される（ステップ１１０４）。シールがＳＡＳＳワッシャー内のシールリリーフ内に挿入され（ステップ１１０５）、ボトムランドがスリーブフランジと接触する状態で、ＳＡＳＳワッシャーが孔及びスリーブフランジの上に位置付けされ（ステップ１１０６）、ＳＡＨ締め具がスリーブ内に挿入され（ステップ１１０７）、スリーブのフランジとスリーブの本体部との間の隅肉接合（ｆｉｌｌｅｔｅｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）及びＳＡＨ締め具のシャンク上のテーパ部によって誘導され、スリーブ本体とＳＡＨ締め具シャンクとの間、及びスリーブ本体と複合孔との間の両方の間の締まりばめのためにスリーブを膨張させる（ステップ１１０８）。ＳＡＨ締め具のヘッド上の球面状の係合面が、ＳＡＳＳワッシャー上の球面状の合わせ面に接合し（ステップ１１１０）、それにより孔の非直交性に起因するＳＡＨ締め具内の角度オフセットが調整される。ナット又は壊れやすいカラーのような内部ねじ山付き締め具が、締め具のシャンク内の六角ヘッドボアのような多面的な又は多重ローブ式のねじ込み可能なカウンターボアを用いるＳＡＨ締め具の端部においてねじ山にねじ付けられる（ステップ１１１２）。

ＥＭＥ保護を伴う締め具システムの製作は、図１２に示されるように達成される。ＳＡＨ締め具シャンクが設けられ（ステップ１２０２）、テーパがシャンク上に設けられる（ステップ１２０４）。ねじ山がシャンクの第１端部上に形成され（ステップ１２０６）、球面状の係合面を有するヘッドがシャンクの第２端部に設けられる（ステップ１２０８）。六角ボアのような多面的な又は多重ローブ式のねじ込み可能なカウンターボアが、逆トルクのため、及びＳＡＨ締め具の回転防止のためにシャンク内に設けられる（ステップ１２１０）。ＳＡＨ締め具に誘電体被覆が施される（ステップ１２１２）。ＳＡＳＳワッシャーに、ＳＡＨ締め具のシャンクを受容するためののど部が設けられ（ステップ１２１４）、且つＳＡＨ締め具ヘッドの係合面を受容するための球面状の合わせ面が設けられる（ステップ１２１６）。シャンクの角度変位を調整するためにのど部内にフレアが設けられる（ステップ１２１８）。シールを受け入れるためにシールリリーフが設けられる（ステップ１２２０）。ボトムランドが、スリーブフランジと接触するためのシールリリーフの内側のＳＡＳＳワッシャー上に設けられる（ステップ１２２２）。ボトムランドを除いて、ＳＡＳＳワッシャー上に誘電体被覆が施される（ステップ１２２４）。ＳＡＳＳワッシャーのボトムランドに接触するためのフランジ、及び構造の孔の中へ挿入するため、且つＳＡＨ締め具のシャンクを受容するための本体部を有するスリーブが設けられる（ステップ１２２６）。

ここで本開示の様々な実施形態を特許法で要求されるように詳しく説明してきたが、当業者は、本明細書に開示された特定の実施形態への変形例及び代替例を認識するだろう。このような変形例は、下記の特許請求の範囲に定義された本開示の範囲及び目的に含まれるものである。

Claims (14)

1. 電磁エネルギー保護をもたらす複合構造体用の締め具システムであって、
   球面状の係合面を有するヘッド及び複合構造体内の孔を通して挿入するための、前記ヘッドから延在するシャンクを有する自己整列ヘッド（ＳＡＨ）締め具、
   前記シャンクを受容するのど部及び前記ヘッドの前記球面状の係合面に接合する球面状の合わせ面を有する自己整列自己シール型（ＳＡＳＳ）ワッシャー、
   前記孔の中で受容され、前記ＳＡＨ締め具の前記シャンクを受容する、フランジ及び本体部を有するスリーブであって、前記本体部が、前記孔の中への挿入のためにサイズ調整され、且つ締まりばめするために前記シャンクが挿入される時の膨張のためにサイズ調整される、スリーブ、
   を備える締め具システム。
2. 前記ＳＡＳＳワッシャーは、ＳＡＨ締め具シャンクの角度変位を調整するために前記のど部内にフレアが更に組み込まれる、請求項１に記載の締め具システム。
3. 前記ＳＡＳＳワッシャーにはシールリリーフが更に組み込まれ、前記シールリリーフ内で受容されるシールを更に備える、請求項１又は２に記載の締め具システム。
4. 前記ＳＡＨ締め具シャンクが、挿入時に前記スリーブを膨張させるためのテーパを有する、請求項１に記載の締め具システム。
5. 前記スリーブの前記フランジ及び前記本体部は、前記ＳＡＨ締め具シャンクの挿入位置合わせのためのフィレットで結合する、請求項４に記載の締め具システム。
6. 前記ＳＡＳＳワッシャーは、前記スリーブの前記フランジに係合するボトムランドが組み込まれる、請求項１から５のいずれか一項に記載の締め具システム。
7. 前記ＳＡＨ締め具ヘッドと前記ＳＡＳＳワッシャーの厚みが予め定められ、前記ＳＡＨ締め具シャンクに対する角度変位限界値が確立される、請求項１から６のいずれか一項に記載の締め具システム。
8. 前記ＳＡＨ締め具ヘッドの前記厚みが、前記シャンクの直径の０．１７から０．６倍の範囲内にあり、且つ前記ＳＡＳＳワッシャーの前記厚みが、前記シャンクの直径の０．１９から０．６７倍の範囲内にあり、それにより＋／−２度から＋／−７度の間の角度変位範囲がもたらされる、請求項７に記載の締め具システム。
9. 前記ＳＡＳＳワッシャーには筒状の脚部の内側のシールリリーフが組み込まれ、前記シールリリーフ内で受容されるシールを更に備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の締め具システム。
10. 前記シールが、上部及び底部の矩形ビードを有するポリマーＯリングを備える、請求項９に記載の締め具システム。
11. 前記ＳＡＳＳワッシャーには挟着面から径方向内側の角度が付いた膨張容積を有する外径から延在するシールリリーフが組み込まれ、前記シールリリーフ内で受容されるシールを更に備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の締め具システム。
12. 前記シールが、前記角度が付いた膨張容積内で受容される角張ったビードを有する矩形リングを備える、請求項１１に記載の締め具システム。
13. ＥＭＥ保護締め具システムを取り付ける方法であって、
    締め具挿入用の複合構造体の表面における孔を識別すること、
    フランジが前記構造体の前記表面と接触した状態で、スリーブの本体を前記孔内に挿入すること、
    ＳＡＳＳワッシャー内のシールリリーフ内にシールを挿入すること、
    ボトムランドがスリーブフランジと接触する状態で、前記孔及び前記スリーブフランジの上に前記ＳＡＳＳワッシャーを位置付けすること、
    ＳＡＨ締め具を前記スリーブ内に挿入すること、
    前記スリーブ本体とＳＡＨ締め具シャンクとの間、及び前記スリーブ本体と複合孔との間の両方の間の締まりばめのために前記スリーブを膨張させること、
    前記ＳＡＨ締め具のヘッド上の球面状の係合面を前記ＳＡＳＳワッシャー上の球面状の合わせ面に接合させ、それにより前記孔の非直交性に起因する前記ＳＡＨ締め具内の角度オフセットを調整すること、並びに
    内部ねじ山付き締め具を前記ＳＡＨ締め具の端部の中のねじ山にねじ付けること
    を含む方法。
14. 前記ＳＡＨ締め具を前記スリーブに挿入することが、前記スリーブの前記フランジと前記スリーブの前記本体部との間の隅肉接合及び前記ＳＡＨ締め具のシャンク上のテーパ部によって誘導される、請求項１３に記載の方法。

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