JP7503421B2 - 複合材構造体に部品を接続するためのファスナシステム及びアセンブリ、並びに関連する方法 - Google Patents

Description

本開示は、複合材構造体に部品を接続するためのファスナシステム及びアセンブリ、並びに関連する方法に関する。

ボルト又は他のファスナは、複合材構造体に形成された穴を介して、当該複合材構造体に部品を固定するためにしばしば使用される。これらのボルトは、多くの場合、重量があり、取り付けるのに手間がかかる。一般に、取り付けの際には複合材構造体の両側にアクセスする必要があるが、これは、状況によっては困難な場合がある。例えば、航空機の胴体のスキンなどの複合材構造体に対して部品（例えば、フレーム）を接続する場合、胴体バレルの内部へのアクセスは、非常に困難、高価、及び／又は複雑であったり、時間がかかったりすることがある。フレーム、フィッティング、インターコスタル（intercostals）、及び／又はドア外周部を胴体スキンに固定する場合、一般に、当該スキンに数千もの穴を開けて、当該スキンの片側からファスナを挿入し、当該スキンの反対側で各ファスナに対してナット又はカラーを取り付けなければならない。たとえ産業ロボットを用いる場合であっても、そのような技術においては、ファスナの取り付け、及び複合材構造体の両側へのアクセスに複数の作業員が必要となる。

本開示のファスナシステムは、複合材構造体（例えば、航空機の胴体スキン）に穴を開けることなく、及び／又は、複合材構造体の両側にアクセスすることなく、当該複合材構造体に部品（例えば、フレーム）を固定するよう構成することができる。本開示のファスナシステムの例示的な一形態は、拡開ネイル、カラープレート、及び構造コネクタを利用して、複合材構造体に少なくとも部分的に埋設されるレセプタクル（receptacle）を含む。レセプタクルは、拡開ネイルの少なくとも一部を受容するよう構成された受容部を含む。拡開ネイルの寸法及び形状は、レセプタクルに対して設定することができ、具体的には、当該拡開ネイルがレセプタクルの受容部に押し込まれたときに当該受容部を拡げるような寸法及び形状に設定することができる。カラープレートは、複合材構造体に埋設されるとともに、レセプタクルの受容部に押し込まれる拡開ネイルからの力を分散させるよう構成することができる。上述した本開示のファスナシステムは、構造コネクタを介して部品及び複合材構造体に結合して、部品と複合材構造体とを接続するよう構成されている。本開示のアセンブリは、上述したようなファスナシステムと、複合材料の第１ラミネート及び複合材料の第２ラミネートとを含む。ファスナシステムのカラープレートは、第１ラミネートと第２ラミネートとの間に配置することができる。このようなアセンブリのうちのいくつかにおいて、ファスナシステムの構造コネクタの少なくとも一部は、複合材料の第１ラミネートに隣接して配置される。

本開示の方法によれば、複合材構造体にファスナシステムを取り付ける前に、当該ファスナシステムの一部を組み立てることができる。例えば、レセプタクル、リテーナ、及び構造コネクタで形成されるファスナアセンブリを予め組み立てて、ファスナシステムの他のコンポーネント（例えば、拡開ネイル及びカラープレート）については後で追加してもよい。例えば、ファスナアセンブリを組み立てる本開示の方法は、ファスナアセンブリを用意することと、リテーナの第１リテーナ受容凹部及び第２リテーナ受容凹部にリテーナを摺動嵌合させることにより、レセプタクルにリテーナを配置することと、レセプタクルに構造コネクタを配置することと、を含む。構造コネクタを配置することは、レセプタクルの一部を圧縮すること、及び／又は塑性変形させることを含みうる。このようなファスナアセンブリにおいて、リテーナは、拡開ネイルがレセプタクルに挿入されると、拡開ネイルの周りでレセプタクルを拘束するよう構成されてもよいし、レセプタクルの過度な拡張を防ぐよう構成されてもよい。

複合材構造体に部品を接続するためのファスナシステムを取り付ける本開示の方法は、概して、複合材構造体の層間にファスナシステムの少なくとも一部を埋設することを含む。例えば、方法は、受容穴が形成された複合材料の第１ラミネートを形成することと、当該受容穴にファスナアセンブリのレセプタクルが少なくとも部分的に挿入されるように、複合材料の第１ラミネートに対してファスナアセンブリを配置することと、を含む。このような構成において、複合材料の第１ラミネートは、ファスナアセンブリの構造コネクタと接触する。第１ラミネートに対してファスナアセンブリを配置する前に、ファスナアセンブリのレセプタクル、構造コネクタ、及びリテーナを組み立てることもできるし、複合材構造体を構築するときにこのようなファスナアセンブリを組み立てることもできる。方法は、複合材料の第１ラミネートの第１上面に、複合材料の中間ラミネートを固定することを含みうる。複合材料の中間ラミネートは、レセプタクルの少なくとも一部を受容するよう構成されたポケットを含みうる。このポケットは、さらに、ファスナシステムのカラープレートを受容するよう構成することもできる。したがって、方法は、カラープレートを、レセプタクルに対して位置決めするとともに、且つ複合材料の中間ラミネートのポケット内に配置して、カラープレートの下側プレート面と複合材料の第１ラミネートの第１上面とを接触させることを含む。

方法は、レセプタクルにファスナシステムの拡開ネイルを挿入することと、カラープレート、及び複合材料の中間ラミネートの少なくとも一部を覆う複合材料の外側ラミネートを積層することにより、複合材料の外側ラミネートと複合材料の第１ラミネートとの間にカラープレートを埋設することと、をさらに含みうる。

本開示による、１つ以上のファスナシステム、及び／又はファスナアセンブリを含む１つ以上の複合材構造体で形成される航空機を示す斜視図である。 本開示による、ファスナアセンブリを含むファスナシステムの非排他的な例をブラックボックスで示す概略図である。 本開示による、ファスナシステムの例を示す断面図である。 本開示による、ファスナシステムのレセプタクルの一例を示す斜視図である。 本開示による、ファスナシステムのリテーナの一例を示す斜視図である。 本開示による、ファスナシステムの拡開ネイルの一例を示す斜視図である。 本開示による、ファスナアセンブリの一例を示す斜視図である。 本開示による、ファスナシステムの構造コネクタの一例を示す斜視図である。 本開示による、複合材料の第１ラミネートと係合する、図７のファスナアセンブリを示す側立面図である。 本開示による、複合材料の中間ラミネートと係合する、図９のファスナアセンブリ及び第１ラミネートを示す斜視図である。 本開示による、ファスナシステムのカラープレート及び拡開ネイルの例示的な挿入状態を示す、図１０のファスナアセンブリの斜視図である。 本開示による、ファスナシステムのカラープレートの一例を示す底面斜視図である。 本開示による、ファスナシステムのレセプタクルの一例を示す上面図である。 本開示による、複合材料の第２ラミネートの積層を示す、図１１のファスナアセンブリの斜視図である。 本開示による、ファスナアセンブリを組み立てる方法を示す概略的なフローチャートである。 本開示による、複合材構造体に部品を接続するためのファスナシステムを取り付ける方法を示す概略的なフローチャートである。

図１を参照すると、１つ以上の複合材構造体１０が装置１２に含まれている。複合材構造体１０は、航空宇宙、自動車、電子、建設、軍事、レクリエーション、及び／又はモータースポーツ産業において有用である。図１において、概して１つ以上の複合材構造体１０を含む装置１２の一例が、航空機１４の形態で示されている。航空機１４は、任意の適切な形態をとることができ、これには、例えば、民間航空機、軍用機、又は他の任意の適切な航空機が含まれる。図１は、固定翼機の形態の航空機１４を示しているが、他のタイプ及び形態の航空機も本開示による航空機１４の範囲内であり、これには、（限定するものではないが）回転翼機及びヘリコプターが含まれる。

装置１２（例えば、航空機１４）は、１つ以上の複合材構造体１０を含みうる。例示的且つ非排他的な例として、複合材構造体１０は、主翼１６、胴体１８、すなわち胴体セクション１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、水平尾翼２０、頭上荷物棚２２、垂直安定板２４、及びエンジンハウジング２６などの航空機構造体に用いることができる。ただし、航空機１４の他のコンポーネントも、付加的又は代替的に、複合材構造体１０を含んでいてもよい。航空機３０における複合材構造体１０の他の用途には、床パネル、内壁、食品調理室アセンブリ、翼制御面、乗客用収納ラック、推力偏向装置アセンブリ、カプセルパネル、ノーズコーン(nose cone)用アブレーティブシールド（ablative shields）、機器用筐体（instrumentation enclosures）及びシェルフ、並びに、隔壁パネルが含まれる。他の産業において、（１つ以上の複合材構造体１０を含む）装置１２の例には、宇宙衛星、電子レドーム構造、輸送車両、輸送コンテナ、シェルタ、大型アンテナ又は円板反射体、冷凍パネル、高速輸送フロアパネル、船上電子デッキシェルタ、貨物パレット、自動車車体、建築カーテンウォール、パーティション、分割パネル、展開型病院シェルタ、及び／又はアセンブリの内部構造体を含むか、又はその一部が含まれる。１つ以上のファスナシステム３０は、１つ以上の部品を１つ以上の複合材構造体１０に接続するために、航空機１４（又は、他の装置１２）に含まれうる。特定の一実施例においては、複数のファスナシステム３０は、航空機の胴体１８にフレームを接続することができる。

図２には、本開示によるファスナシステム３０及びファスナアセンブリ３２の非排他的な例が概略的に示されている。概して、所与の（すなわち、ある特定の）実施例に含まれる可能性の高い要素は実線で示しており、所与の実施例において任意である要素は破線で示している。ただし、実線で示した要素が本開示の全ての実施例に必須というわけではなく、本開示の範囲から逸脱することなく、実線で示した要素を特定の実施例から省くこともできる。

図２に概略的に示すように、ファスナシステム３０は、概して、レセプタクル３４と、拡開ネイル３６と、カラープレート３８とを含む。ファスナシステム３０は、部品４０を複合材構造体４２に接続するよう構成されている（複合材構造体１０は、複合材構造体４２の一例である）。ファスナシステム３０の複数のコンポーネントは、共に、複合材構造体４２に穴を開けることなく、且つ、複合材構造体４２の片側にアクセスすることにより、複合材構造体４２に部品４０を接続するよう構成されている。具体的には、他の図面に関連して詳述するように、ファスナシステム３０は、複合材構造体４２に少なくとも部分的に埋設されることにより、当該複合材構造体に対してファスナシステム３０を固定するよう構成されている。その後、ファスナシステム３０に部品４０を接続することにより、当該部品４０もまた複合材構造体４２に効果的に接続することができる。したがって、ファスナシステム３０は、部品４０と複合材構造体４２に結合して、当該部品４０と当該複合材構造体４２とを接続することができる。

レセプタクル３４は、複合材構造体４２に少なくとも部分的に埋設されるよう構成されており、拡開ネイル３６は、レセプタクル３４に少なくとも部分的に受容されるように、具体的には例えば、レセプタクル３４の受容部４４に少なくとも部分的に受容されるように、構成されている。拡開ネイル３６の寸法及び形状は、レセプタクル３４に対して設定することができ、具体的には、拡開ネイル３６が受容部４４に押し込まれる際に受容部４４が拡がるような寸法及び形状に設定することができる。カラープレート３８もまた、複合材構造体４２に少なくとも部分的に埋設されるよう構成されており、これによって、拡開ネイル３６がレセプタクル３４（例えば、レセプタクル３４の受容部４４）に押し込まれたときに、当該拡開ネイルからの力を分散させることができる。レセプタクル３４は、複合材構造体４２にファスナシステム３０を固定するためのアンカー部として効果的に機能するよう構成されてもよい。

いくつかの例において、本開示のファスナシステム３０は、各部品４０について他のファスナの複数のボルトを使用するのではなく、単一のファスナシステム３０で部品４０（例えば、シャータイ（shear tie））を取り付けるよう構成されている。このように、ボルトの使用を低減及び／又は排除し、これに対応して複合材構造体４２に対する穿孔を低減及び／又は排除することにより、いくつかの例において、複合材構造体４２の公差要件を緩和することができるため、公差外の複合材構造体をスクラップすることによる廃棄物を低減することができる。これに加えて、或いはこれに代えて、本開示のファスナシステム３０は、穿孔ステップの工程数低減及び／又は排除により、製造処理におけるサンディングの必要性を低減及び／又は排除することができる。これに加えて、或いはこれに代えて、本開示のファスナシステム３０は、複合材構造体４２における不均一をなくすことにより、複合材構造体４２に対して部品４０を固定する際のシムの取り付け（shimming）を低減及び／又は排除することができる。これに加えて、或いはこれに代えて、本開示のファスナシステム３０は、複合材構造体４２の片側のみのアクセスにより取り付け可能に構成されてもよい。

したがって、アセンブリ５０（本明細書においてはシステム５０とも呼ばれる）は、ファスナシステム３０及び複合材構造体４２で形成することができる。複合材構造体４２は、概して、第１ラミネート５２、第２ラミネート５４、及び／又は中間ラミネート５６などの、複合材料の複数のラミネートを含み、中間ラミネート５６を含む場合、当該ラミネートは、第１ラミネート５２と第２ラミネート５４との間に配置される。当業者にはよく知られているように、第１ラミネート５２、第２ラミネート５４、及び／又は中間ラミネート５６の各々は、概して、複合材料の複数の層又はプライを含む。例えば、第１ラミネート５２、第２ラミネート５４、及び／又は中間ラミネート５６の各々は、ポリマー強化炭素繊維の１つ以上の層で形成される。複合材構造体４２にファスナシステム３０が固定されると、第１ラミネート５２と第２ラミネート５４との間にカラープレート３８が配置される。いくつかの例において、複合材料の中間ラミネート５６の厚み５８は、当該中間ラミネート５６とカラープレート３８とが実質的に面一になるように、カラープレート３８の厚み５９と実質的に等しくてもよい。

アセンブリ５０はまた、構造コネクタ６０を含みうる。この構造コネクタは、ファスナシステム３０の一部であってもよいし、ファスナシステム３０に接続されてもよい。構造コネクタ６０は、ファスナシステム３０に部品４０を接続する機能を有する。構造コネクタ６０は、組み立てられるとその一部が、複合材構造体４２の第１ラミネート５２に隣接して配置される。

ファスナシステム３０のコンポーネント（例えば、レセプタクル３４、拡開ネイル３６、カラープレート３８、及び／又は構造コネクタ６０）は、限定するものではないが、ポリマー、金属、及び／又はポリマー強化複合材料（例えば、ポリマー強化炭素繊維）を含む任意の適切な材料で形成することができる。いくつかの例において、ファスナシステム３０の１つ以上のコンポーネントは、同じ材料で形成されてもよい。例えば、レセプタクル３４及び拡開ネイル３６は、同じ金属で形成されてもよい。これに加えて、或いはこれに代えて、ファスナシステム３０の１つ以上のコンポーネントは、互いに異なる材料で形成されてもよい。特定の一実施例においては、ファスナシステム３０は、炭素繊維複合材料で形成されてもよい。いくつかの例において、ファスナシステム３０のコンポーネントは、可撓性シーラントを使用して一緒に固定されてもよい。ファスナシステム３０の複数の異なるコンポーネントが、それぞれ異なる熱膨張係数を有する例において、１つ以上のコンポーネントのそれぞれの材料は、温度変化に反応してファスナシステム３０の１つ以上の他のコンポーネントの膨張又は収縮に対応するか、或いはこれを抑止するように選択される。例えば、ファスナシステム３０は、負の熱膨張係数を有する材料で形成された１つ以上のコンポーネントを含み、当該１つ以上のコンポーネントは、温度が下降すると膨張するが、これとは対照的に、ファスナシステム３０の１つ以上の他のコンポーネントは、温度が下降すると収縮するよう構成されている。

いくつかの特定の実施例において、複合材構造体４２は、航空機の胴体（例えば、航空機の胴体１８）であり、複合材料の第１ラミネート５２は、航空機の胴体１８の内側スキン６２であり、複合材料の第２ラミネート５４は、航空機の胴体１８の外側スキン６４である。この態様においては、複合材料の第１ラミネート５２の第１内面６６が、航空機の胴体１８の内部空間を向くように配置され、複合材料の第１ラミネート５２の第１外面６８が第１内面６６の反対側で複合材料の第２ラミネート５４を向くように配置される。

次に、図３～１４を参照すると、システム５０、ファスナシステム３０、及び／又はこれらのコンポーネントの例示的且つ非排他的な例が、システム５１、ファスナシステム６１、及びこれらのコンポーネントの形態で示されている。なお、図２の概略図で用いた参照符号を適宜用いることによって、システム５１、ファスナシステム６１、及び／又はこれらのコンポーネントの対応部分を示しているが、図３～１４に示す例は、非排他的であり、システム５０、ファスナシステム３０、及び／又はこれらのコンポーネントを、図３～１４に示す例に限定するものではない。すなわち、システム５０、ファスナシステム３０、及び／又はこれらのコンポーネントは、図３～１４に示す具体例に限定されるものではなく、図２の概略図に示し且つ同図を参照して説明した任意の数の様々な態様、構成、特徴、特性など、及び／又は図３～１４に示す例、並びにこれらの変形例を含むことができ、その際、これらの態様、構成、特徴、特性などの全てを含む必要はない。簡潔化のために、前述したコンポーネント、部品、部分、態様、領域など、又はこれらの変形例の各々については、図３～図１４の各々に関連付けて、再度説明、図示、及び／又は、符号付けしない場合がある。しかしながら、前述した特徴や変形例などをシステム５１、ファスナシステム６１、及び／又はこれらのコンポーネントと共に用いること、及びその逆もまた、本開示の範囲内である。

図３は、複合構造体４３（複合材構造体４２の一例であって、複合材料の第１ラミネート５２と複合材料の第２ラミネート５４とを含む）に部分的に埋設されたファスナシステム６１を用いて組み立てられたシステム５１を示す若干概略的な断面図である。構造コネクタ６０は、当該構造コネクタ６０の少なくとも一部が複合材料の第１ラミネート５２に隣接して配置されるように、レセプタクル７０（レセプタクル３４の一例）と係合する。ファスナシステム６１はまた、レセプタクル７０に挿入された拡開ネイル８０（拡開ネイル３６の一例）と、レセプタクル７０に係合するとともに複合構造体４３に埋設されたカラープレート９０（カラープレート３８の一例）とを含む。本明細書において以下で詳細に説明するが、リテーナ１００もまた、レセプタクル７０と係合している。したがって、レセプタクル７０は、ファスナシステム６１の他の複数のコンポーネントと係合するよう構成されている。

図４は、ファスナシステム６１のレセプタクル７０を示しており、同図において、当該レセプタクルは、明瞭化のためにファスナシステム６１の他のコンポーネントとは別に示されている。レセプタクル７０は、第１群の受容溝７２が形成された第１長状溝付面７１と、第２群の受容溝７４が形成された第２長状溝付面７３とを含む。第１群及び第２群の受容溝７２、７４は、カラープレート９０と係合するよう構成されている。

レセプタクル７０はまた、第１内側受容面７５及び第２内側受容面７６によって画定された受容部４４を含む。この受容部４４は、拡開ネイル８０を受容するよう構成されており、拡開ネイル８０が受容部４４内に配置された状態においては、当該拡開ネイル８０は、第１及び第２の内側受容面７５、７６と係合する。レセプタクル７０の一端には降伏領域７７が形成されており、当該降伏領域７７とは反対側のレセプタクル７０の他端には第２降伏領域７７’が形成されている。降伏領域７７、７７’は、第１内側受容面７５と第２内側受容面７６との間に延在する。降伏領域７７、７７’は、レセプタクル７０と他のコンポーネントとの係合に対応するために、ファスナシステム６１が組み立てられるときに撓んだり圧縮されたりする。例えば、降伏領域７７、７７’を介してレセプタクル７０が撓むことにより、レセプタクル７０にカラープレート９０が配置されたときに、第１及び第２の長状溝付面７１、７３を一時的且つ可逆的に互いに近付けることができる。これに加えて、或いはこれに代えて、降伏領域７７、７７’を介してレセプタクル７０が撓むことにより、受容部４４に拡開ネイル８０が挿入されたときに、受容部４４を拡げることができる（例えば、第１及び第２の長状溝付面７１、７３が互いから遠ざけられる）。例えば、拡開ネイル８０が第１内側受容面７５及び第２内側受容面７６と係合してこれらの受容面を外側に押す力により、これらの受容面が相互に離れる方向に移動するが、その際、降伏領域７７、７７’は、ある程度の降伏を容認するように意図的に設計されている。例えば、レセプタクル７０の様々な構造体の所望量の撓み又は追随変形（compliance）を許容するために、レセプタクル７０の様々な例において、降伏領域７７、７７’の厚み１２１（図１３）を増減することができる。

いくつかの例において、第１内側受容面７５の少なくとも一部はローレット加工されている（knurled）。これに加えて、或いはこれに代えて、第２内側受容面７６の少なくとも一部はローレット加工されていてもよい。これに加えて、或いはこれに代えて、第１内側受容面７５の少なくとも一部、及び／又は第２内側受容面７６の少なくとも一部は平滑であってもよい。

レセプタクル７０は、リテーナ１００と係合するために、互いに反対側に配置された第１リテーナ受容凹部７８と第２リテーナ受容凹部７９とを含む。レセプタクル７０は、第１リテーナ受容凹部７８及び第２リテーナ受容凹部７９でリテーナ１００を受容するよう構成されている。例えば、図５に示すように、リテーナ１００は、第１長状部分１０１と第２長状部分１０２とを有する細長いＵ字形状のリテーナ１００であってもよい。リテーナ１００がレセプタクル７０に配置されるとき、リテーナ１００の第１長状部分１０１は第１リテーナ受容凹部７８内に配置されるか、当該受容凹部と係合することになろう。また、第２長状部分１０２は第２リテーナ受容凹部７９内に配置されるか、当該受容凹部と係合することになろう。いくつかの例において、リテーナ１００がレセプタクル７０に配置されたときに、第１及び第２の長状部分１０１、１０２のそれぞれの端部１０５がレセプタクル７０と実質的に面一になるように、リテーナ１００の長さ１０４は、レセプタクル７０の長さ８１（図４）と実質的に等しい。他の例において、リテーナ１００の長さ１０４は、レセプタクル７０の長さ８１よりも短くてもよい。さらに他の例において、リテーナ１００の長さ１０４は、レセプタクル７０の長さ８１よりも長く、端部１０５がレセプタクル７０を越えて延びていてもよい。

リテーナ１００は、レセプタクル７０の第１リテーナ受容凹部７８及び第２リテーナ受容凹部７９と摺動嵌合（slip fit）してもよい。他の例において、リテーナ１００は、第１リテーナ受容凹部７８及び第２リテーナ受容凹部７９と圧入嵌合（press fit）又は摩擦嵌合（friction fit）してもよい。リテーナ１００は、概して、レセプタクル７０が拡開ネイル８０の挿入により外向きの圧力を受けるときに、降伏領域７７、７７’を介したレセプタクル７０の拡張を制限及び／又は防止することなどによって、レセプタクル７０を拘束するよう構成されている。これに加えて、或いはこれに代えて、リテーナ１００は、拡開ネイル８０がレセプタクル７０に挿入されると、拡開ネイル８０の周りでレセプタクル７０を保持及び／又は拘束して、レセプタクル７０内に拡開ネイル８０を保持するよう構成することができる。リテーナ１００は、拡開ネイル８０が挿入される前にレセプタクル７０に配置されてもよいし、拡開ネイル８０がレセプタクル７０に挿入された後にレセプタクル７０に配置されてもよい。いくつかの例において、リテーナ１００は、レセプタクル７０に当該リテーナ１００を固定するための１つ以上のファスナのそれぞれを受容する１つ以上の穴１０６を含みうる。特定の一実施例においては、リテーナ１００は、拡開ネイル８０が挿入される前にレセプタクル７０に配置され、１つ以上のファスナもまた、拡開ネイルがレセプタクル７０に挿入される前にリテーナ１００の穴１０６内に配置されてもよい。このようなファスナは、リテーナがレセプタクル７０に配置されると、レセプタクル７０の周りでリテーナ１００を締め付ける機能を有しうる。このようなファスナは、拡開ネイル８０がレセプタクル７０に挿入され、レセプタクル７０を外側に押圧するときに伸長するよう構成することができる。例えば、１つ以上のファスナは、穴１０６に挿入されるか、或いはこれを貫通し、拡開ネイル８０が挿入される前に荷重負荷される。いくつかの例において、拡開ネイル８０が挿入されるとき、当該拡開ネイルは、穴１０６に挿入されたファスナを伸長させることにより、二次負荷を付与するよう構成される。

図５に示すように、リテーナ１００のいくつかの例において、第１長状部分１０１は、第２長状部分１０２と実質的に平行である。図５に示すリテーナ１００の例において、第１長状部分１０１は、レセプタクル７０への拡開ネイル８０の挿入に対応するのに十分な距離１０７をあけて、第２長状部分１０２から離間している。例えば、距離１０７は、少なくとも拡開ネイル８０（図６）の下側部分８３の幅８２と等しくてもよい。距離１０７は、第１長状部分１０１と第２長状部分１０２とを接続する接続部１０３によって規定される。いくつかの例において、接続部１０３は、第１長状部分１０１及び第２長状部分１０２に対して実質的に垂直な垂直部１０３である。したがって、リテーナ１００は、この例においては直線的なＵ字形状であるが、他の例においては、第１及び第２の長状部分１０１、１０２は、互いに平行でなくてもよいし、接続部１０３は、第１長状部分１０１及び／又は第２長状部分１０２に対して垂直でなくてもよい。

レセプタクル７０はまた、構造コネクタ６０を受容するよう構成されている。リテーナ１００及び／又は構造コネクタ６０は、製造業者によって使用される前にレセプタクル７０に接続されてもよい。例えば、供給業者は、リテーナ１００及び／又は構造コネクタ６０をレセプタクル７０に接続して形成されるファスナアセンブリ３２（図２；図７）をキットとして製造業者に供給してもよい。図７に示すように、ファスナアセンブリ３２は、リテーナ１００及び構造コネクタ６０が係合、結合、及び／又は配置されたレセプタクル７０を含みうる。図４及び５に関連して説明したように、リテーナ１００は、レセプタクル７０と係合する。図８に示すように、構造コネクタ６０（本明細書においてはシャータイ６５の例で示されている）は、細長い湾曲したＬ字形状であるが、構造コネクタ６０は、任意の適切な形状であってもよい。様々な例において、構造コネクタ６０は、部品と複合材構造体に結合するよう構成されたシャータイ、フィッティング、ブラケット、インターコスタル、及び／又は他の任意の構造コネクタであってもよい。構造コネクタ６０の形態に関係なく、当該構造コネクタは、概して、本明細書においてはスロット６７とも呼ばれるスロット開口部６７を含み、当該スロット開口部は、これを貫通するレセプタクル７０を受容してレセプタクル７０と係合するよう構成されている。構造コネクタ６０がシャータイ６５である例において、スロット開口部６７は、シャータイスロット６９であってもよい。

レセプタクル７０に構造コネクタ６０を固定するために、スロット開口部６７にレセプタクル７０の一部を挿入してもよい。例えば、構造コネクタ６０とレセプタクル７０とを係合させるために、構造コネクタ６０のスロット開口部６７にレセプタクル７０の下側部分８４が挿入される。他の例においては、構造コネクタ６０とレセプタクル７０とを係合させるために、スロット開口部６７にレセプタクル７０の上側部分８５（例えば、第１長状溝付面７１及び第２長状溝付面７３）が挿入される。いくつかの例においては、スロット開口部６７に上側部分８５を挿入するために、降伏領域７７、７７’を介して第１長状溝付面７１及び第２長状溝付面７３を圧縮して互いに近付けなければならない場合がある。構造コネクタ６０がレセプタクル７０に取り付けられると、第１及び第２の長状溝付面７１、７３は、応力が加わっていない元の状態に跳ね返るか、或いは回復する。この状態においては、上側部分８５の幅が構造コネクタ６０のスロット開口部６７の幅よりも大きいために、構造コネクタ６０がレセプタクル７０に保持されるので、当該構造コネクタを所定位置で固定するのに本質的に役立つ。リテーナ１００は、レセプタクル７０に構造コネクタ６０を係合させた後、又は、レセプタクル７０に構造コネクタ６０を係合させる前に、レセプタクル７０に配置することができる。

図３に最も明確に示すように、また図４を参照すると、構造コネクタ６０がレセプタクル７０と係合した状態において、構造コネクタ６０は、レセプタクル７０の第１外壁８６、第１長状溝付面７１の第１下面８７、レセプタクル７０の第２外壁８８、及び／又は第２長状溝付面７３の第２下面８９と係合する。

次に図９を参照すると、ファスナアセンブリ３２が複合材料の第１ラミネート５２と係合している。いくつかの特定の実施例において、複合材料の第１ラミネート５２は、航空機の胴体の内側スキンなどの、航空機の内側スキンであってもよい。構造コネクタ６０のスロット開口部６７と同様に、第１ラミネート５２は、レセプタクル７０の一部を挿入してファスナアセンブリ３２と第１ラミネート５２とを係合させるための受容穴９１を含む。受容穴９１は、概して、第１ラミネート５２の第１内面６６から第１外面６８まで延びている。図９に示すように、構造コネクタ６０の少なくとも一部９２は、第１ラミネート５２に隣接して、具体的には例えば、第１ラミネート５２の第１内面６６に隣接して配置されており、当該第１内面６６と接触している。この例において、上述した構造コネクタ６０の一部９２は、リテーナ１００と第１ラミネート５２の第１内面６６との間に介在している。第１ラミネート５２の受容穴９１は、第１ラミネート５２がレセプタクル７０の第１長状溝付面７１及び第２長状溝付面７３と係合するように、レセプタクル７０に対して配置される。

図１０に示すように、複合材料の中間ラミネート５６は、第１ラミネート５２の第１外面６８に積層されている。中間ラミネート５６は、ポケット９３を含み、当該ポケットは、図１１に示すように、ファスナアセンブリ３２の一部、及びカラープレート９０を受容するよう構成されている。カラープレート９０は、当該カラープレート９０がポケット９３内に配置されたときに、当該カラープレート９０の上側カラープレート面９４が中間ラミネート５６の外面９５と実質的に面一になるように、中間ラミネート５６及びポケット９３に対して寸法及び形状が設定される。例えば、カラープレート９０（図２、１２）の厚み５９は、中間ラミネート５６（図２）の厚み５８と実質的に等しい。図１１に最も明確に示すように、カラープレート９０の寸法及び形状（例えば、表面領域）は、中間ラミネート５６のポケット９３の寸法及び形状と実質的に等しい。例えば、カラープレート９０の外側プレート周縁１１８は、カラープレート９０がポケット９３内にしっかりと嵌まるように、ポケット９３のポケット周縁１１９と実質的に同じ寸法及び形状を有する。いくつかの例において、カラープレート９０は、ポケット９３のポケット周縁１１９に対して、摺動嵌合、摩擦嵌合、又は圧入嵌合している。いくつかの例においては、カラープレート９０がポケット９３に挿入された状態において、外側プレート周縁１１８とポケット周縁１１９との間に小さな隙間が存在する。いくつかの例において、このような隙間は、カラープレート９０が配置されるときに、フィラー材料及び／又は樹脂で充填される。いくつかの例において、ポケット９３は、カラープレート９０の周りに形成される（例えば、カラープレート９０は、中間ラミネート５６が積層される前に第１ラミネート５２上に配置される）。

図１１及び１２を参照すると、カラープレート９０は、開口部４６を含み、当該開口部は、これを貫通するレセプタクル７０を受容するよう構成されている（ただし、図１２は、明瞭化のために、レセプタクル７０を省略してカラープレート９０を示している）。したがって、レセプタクル７０の第１長状溝付面７１及び第２長状溝付面７３が、カラープレート９０の開口部４６に少なくとも部分的に挿入されるように当該カラープレート９０をポケット９３内に配置することにより、カラープレート９０をファスナアセンブリ３２（及び、ファスナシステム６１）と係合させることができる。したがって、カラープレート９０の開口部４６は、レセプタクル７０の第１長状溝付面７１及び第２長状溝付面７３に外嵌するように寸法及び形状が決められる。いくつかの例においては、開口部４６にレセプタクル７０の上側部分８５を挿入するために、降伏領域７７、７７’を介して第１長状溝付面７１及び第２長状溝付面７３を圧縮して互いに近付けることが必要な場合がある。このように、降伏領域７７、７７’は、レセプタクル７０上にカラープレート９０を配置できる程度に十分にレセプタクル７０を変形させることができるよう構成されている。カラープレートの厚み５９（図１２）は、ファスナシステム６１のポケット９３内にカラープレート９０を配置したときに、カラープレート９０の上側カラープレート面９４がレセプタクル７０の上側受容面９６と実質的に面一になるように設定される。

図１２に示すように、カラープレート９０は、第１群の段付溝９７と第２群の段付溝９８とを含み、これらの段付溝は、互いに反対側に配置されるとともに、部分的に開口部４６を画定している。図３に最も明確に示すように、カラープレート９０がファスナアセンブリ３２と係合した状態において、第１群の段付溝９７は、第１群の受容溝７２と係合し、第２群の段付溝９８は、第２群の受容溝７４と係合する。図１２を参照すると、第１群の段付溝９７は、開口部４６の第１傾斜面１０８に形成されており、第２群の段付溝９８は、開口部４６の第２傾斜面１０９に形成されている。概して、第１傾斜面１０８及び第２傾斜面１０９は、上側カラープレート面９４に対して非垂直であり、且つ下側カラープレート面９９に対して非垂直であり（下側カラープレート面９９は、上側カラープレート面９４の反対側に位置する）、開口部４６は、上側カラープレート面９４から下側カラープレート面９９まで延びている。すなわち、開口部４６の高さ１１０は、カラープレートの厚み５９と等しい。図３に最も明確に示すように、カラープレート９０は、概して、構造コネクタ６０の一部がリテーナ１００とカラープレート９０との間でレセプタクル７０と係合するように、ファスナシステム５１内に配置されている（この例においては、複合材料の第１ラミネート５２もまた、リテーナ１００とカラープレート９０との間に配置されている）。

図３、６、及び１１を参照すると、拡開ネイル８０は、カラープレート９０に対してレセプタクル７０の受容部４４を拡げるように、レセプタクル７０内に配置される。いくつかの例において、カラープレート９０の第１群の段付溝９７及び第２群の段付溝９８は、レセプタクル７０の受容部４４に拡開ネイル８０が挿入されたときに、変形するよう構成されている。同様に、いくつかの例において、第１群の受容溝７２及び第２群の受容溝７４は、レセプタクル７０に拡開ネイル８０が挿入されたときに、変形する。拡開ネイル８０の挿入によるレセプタクル７０の拡張及び変形により、レセプタクル７０とカラープレート９０とが（例えば、レセプタクル７０の受容溝７２、７４とカラープレート９０の段付溝９７、９８とが）係止される。カラープレート９０は、挿入される拡開ネイル８０からの負荷を分散させるように形状及び寸法が決められる。例えば、カラープレート９０は、複合構造体４３における負荷を十分に分散させることにより、拡開ネイル８０がレセプタクル７０に挿入されたときに、第１ラミネート５２、中間ラミネート５６、第２ラミネート５４、及び／又は構造コネクタ６０の破損を防ぐよう構成されている。

図１３に最も明確に示すように、レセプタクル７０は、拡開ネイル８０を受容するためのスロット状開口部１１１を含む。拡開ネイル８０が（図３及び６）がレセプタクル７０に挿入される際、当該拡開ネイル８０の下側部分８３がスロット状開口部１１１に挿入される。スロット状開口部１１１は、実質的にレセプタクル７０の全長１１２に沿って、降伏領域７７と降伏領域７７’との間に延在する。図３及び４に最も明確に示すように、拡開ネイル８０がレセプタクル７０に完全に挿入された状態においては、拡開ネイル８０の下側部分８３は、レセプタクル７０の第１押圧面１１３と第２押圧面１１４との間に受容される。いくつかの例において、レセプタクル７０に拡開ネイル８０を挿入すると、当該拡開ネイル８０は、第１押圧面１１３及び第２押圧面１１４を変形させる。これに加えて、或いはこれに代えて、拡開ネイル８０がレセプタクル７０内に配置されると、当該拡開ネイル８０の下側部分８３は、第１押圧面１１３及び第２押圧面１１４を外側に押圧してもよい。したがって、拡開ネイル８０は、レセプタクル７０の上側部分８５（例えば、第１長状溝付面７１及び第２長状溝付面７３）とレセプタクル７０の下側部分８４（例えば、第１押圧面１１３及び第２押圧面１１４）の両方に対して力を加えるよう構成されてもよい。いくつかの例においては、レセプタクル７０にリテーナ１００が配置されると、当該リテーナ１００は、第１押圧面１１３及び第２押圧面１１４を内側に押圧する。

図６に最も明確に示すように、拡開ネイル８０は、下側部分８３に接続されるか、或いはこれと一体形成された楔形部分１１５を含む。楔形部分１１５は、第１係合面１１６と第２係合面１１７とを含み、これらの係合面は、拡開ネイル８０がレセプタクル７０に挿入されたときにレセプタクル７０と係合するよう構成されている。例えば、図３に最も明確に示すように、楔形部分１１５は、第１係合面１１６がレセプタクル７０の第１内側受容面７５と係合し、且つ第２係合面１１７がレセプタクル７０の第２内側受容面７６と係合するように、レセプタクル７０の受容部４４に受容される。第１及び第２の係合面１１６、１１７は、概して、拡開ネイル８０が上面１２０から下側部分８３へ向かって先細になるように、傾斜している。この形態において、拡開ネイル８０は、当該拡開ネイル８０がレセプタクル７０の受容部４４に深く押し込まれる程、より強くレセプタクル７０の内側から外側に向かって当該レセプタクルを押圧するよう構成されている。レセプタクル７０は、拡開ネイル８０がレセプタクル７０に挿入、又は押入されると（例えば、第１長状溝付面７１が第２長状溝付面７３から遠ざかることにより）当該レセプタクル７０が拡がるように、拡開ネイル８０に対して寸法が設定されてもよい。

いくつかの例において、第１係合面１１６の少なくとも一部はローレット加工されている。これに加えて、或いはこれに代えて、第２係合面１１７の少なくとも一部がローレット加工されていてもよい。非限定的且つ例示的な実施形態として、図６に示すように、いくつかの例においては、波括弧１２２で示す第１係合面１１６の一部（及び、第２係合面１１７の対応する部分）はローレット加工されており、波括弧１２３で示す第１及び第２の係合面１１６、１１７の一部は、実質的に平滑面である。もちろん、拡開ネイル８０の様々な例においては、第１及び／又は第２の係合面１１６、１１７の一部又は全てがローレット加工されていてもよいし、第１及び／又は第２の係合面１１６、１１７の一部又は全てが実質的に平滑であってもよい。すなわち、様々な例において、波括弧１２２、１２３で示す部分は、それぞれ、図６に示すよりも大きくてもよいし、小さくてもよい。これに加えて、或いはこれに代えて、波括弧１２２、１２３で示す部分の相対位置は、入れ替えることができる。いくつかの例において、第１及び第２の係合面１１６、１１７は、互いに離間するローレット加工面、及び／又は平滑面を含んでいてもよく、例えば、第１及び第２の係合面１１６、１１７における別々の異なった位置に分散配置されたローレット加工面、及び／又は平滑面を含んでいてもよい。

いくつかの例において、拡開ネイル８０、カラープレート９０、及び／又はレセプタクル７０は、いずれも、同じ金属、同じポリマー、又は同じ複合材料などの、同じ材料で形成することができる。他の例においては、拡開ネイル８０、カラープレート９０、及び／又はレセプタクル７０は、複数の異なる材料で形成することができる。例えば、トルクネイル８０、カラープレート９０、及び／又はレセプタクル７０は、複数の異なる金属、異なるポリマー、及び／又は異なる複合材料で形成することができる。いくつかの例において、拡開ネイル８０は、金属で形成することができ、レセプタクル７０は、ポリマーで形成することができ、その逆であってもよい。摩擦、変形、及び／又は自己拡散（self-diffusion）の組み合わせは、拡開ネイル８０とレセプタクル７０とを接合するのに役立ちうる。これに加えて、或いはこれに代えて、摩擦、変形、及び／又は自己拡散の組み合わせは、カラープレート９０とレセプタクル７０とを接合するのに役立ちうる。少なくとも部分的に自己拡散によってこれらのコンポーネントの接合する例においては、各コンポーネントの少なくとも一部が同じ材料で形成されている。例えば、拡開ネイル８０の少なくとも一部、及びレセプタクル７０の少なくとも一部が互いに接触する部分で自己拡散が生じるように、これらの部分は同じ金属で形成されてもよい。同様に、カラープレート９０の少なくとも一部、及びレセプタクル７０の少なくとも一部が互いに接触する部分で自己拡散が生じるように、これらの部分は同じ金属で形成されてもよい。いくつかの例において、自己拡散のために構成された領域は、自己拡散を容易にするために平滑化されてもよい。これに加えて、或いはこれに代えて、カラープレート９０、拡開ネイル８０、及び／又はレセプタクル７０の少なくとも一部は、他のそれぞれの表面と摩擦係合するために、ローレット加工又は粗面加工されてもよい。

拡開ネイル８０及びカラープレート９０が図１１に示すように配置されると、図１４に示すように、複合材料の第２ラミネート５４が積層されて、第１ラミネート５２と第２ラミネート５４との間にカラープレート９０を密閉する。第２ラミネート５４は、上側カラープレート面９４、及び中間ラミネート５６の外面９５に積層され、これによって、拡開ネイル８０の一部とレセプタクル７０の一部とが複合構造体４３内に密閉される。特定の一実施例においては、複合構造体４３は、航空機の胴体であってもよく、第１ラミネート５２は、当該胴体の内側スキンであって、第２ラミネート５４は、当該胴体の外側スキンであってもよい。したがって、ファスナシステム６１を使用することにより、第１ラミネート５２及び第２ラミネート５４に穴を開けることなく、複合構造体４３に対して部品を固定することができる。このような部品は、例えば、航空機の胴体のフレーム、フィッティング、及び／又はブラケットを含み、ファスナシステム６１を介して複合構造体４３に直接的に固定されてもよいし、構造コネクタ６０によって複合構造体４３に固定されてもよい。

図１５～１６は、本開示による例示的且つ非排他的な方法の例を示す概略的フローチャートである。図１５～１６において、破線のボックスで示すステップは、これらのステップが任意のものであるか、或いは本開示による方法の任意の態様に対応していることを示す。ただし、本開示による全ての方法が、実線のボックスで示すステップを含む必要があるわけではない。図１５～１６に示す方法及びステップは、限定的なものではなく、他の方法及びステップも本開示の範囲内であり、本明細書における説明から理解されるように、より多くのステップ又はより少ないステップを含む方法も本開示の範囲に含まれる。

図１５は、複合材構造体（例えば、複合材構造体４２）に対してファスナアセンブリ（例えば、ファスナアセンブリ３２）を組み立てる方法３００を示す。方法２００は、概して、２０２において、ファスナアセンブリのレセプタクル（例えば、レセプタクル３４）にファスナアセンブリのリテーナ（例えば、リテーナ１００）を配置することを含む。方法２００は、さらに、２０４において、レセプタクルにファスナアセンブリの構造コネクタ（例えば、構造コネクタ６０）を配置することを含み、当該ファスナアセンブリは、構造コネクタを介して複合構造体に部品を接続するよう構成されている。２０４においてレセプタクルに構造コネクタを配置することは、レセプタクル７０の第１及び第２の長状溝付面７１、７３などの、レセプタクルの一部を圧縮すること、及び／又は塑性変形させることを含みうる。いくつかの例において、２０４においてレセプタクルに構造コネクタを配置することは、レセプタクルの一部を応力が加わっていない状態に戻すことにより、レセプタクルに構造コネクタを固定することをさらに含む。

いくつかの特定の実施例において、２０２においてリテーナを配置することは、レセプタクルの第１リテーナ受容凹部（例えば、第１リテーナ受容凹部７８）及び第２リテーナ受容凹部（例えば、第２リテーナ受容凹部７９）にリテーナを摺動嵌合させることを含む。いくつかの方法２００は、２０６においてリテーナに少なくとも１つのファスナを取り付けることにより、レセプタクルの周りでリテーナを締め付け及び／又は固定することを含む。いくつかの例において、２０２において構造コネクタを配置することは、２０４において構造コネクタを配置した後に行われる。他の例において、２０２において構造コネクタを配置することは、２０４において構造コネクタを配置する前に行われる。いくつかの例において、２０４において構造コネクタを配置することは、構造コネクタにリテーナを接触させることを含みうる。

いくつかの方法２００は、２０８において構造コネクタにスロット開口部（例えば、スロット開口部６７）を形成することを含み、２０８におけるスロット開口部の形成は、２０４においてレセプタクルに構造コネクタを配置する前に行われる。２０８におけるスロット開口部の形成は、概して、レセプタクルに構造コネクタを固定するために、レセプタクルの一部（例えば、上側部分８５又は下側部分８４）に外嵌する寸法及び形状を有するスロット開口部を形成することを含む。いくつかの例において、方法２００は、複合構造体にファスナシステムを取り付ける前に実行してもよいし、当該ファスナシステムの取り付けを行う場所から離れて実行されてもよい。例えば、方法２００は、製造業者によって使用されるためのファスナアセンブリを提供するために、供給業者によって実行されてもよい。他の例において、方法２００は、本開示のファスナシステムを取り付けるための他のステップと実質的に同時に、及び／又は同じ場所で実行されてもよい。

図１６は、本開示のファスナシステム（例えば、ファスナシステム３０）を取り付けるための方法３００を示す。このようなファスナシステムは、複合材構造体に部品を接続するため、具体的には例えば、航空機の胴体スキンにフレームを接続するために用いることができ、その際、フレームを固定するためにスキンに穴をあける必要がない。方法３００は、概して、３０２において、受容穴（例えば、受容穴９１）が形成された複合材料の第１ラミネート（例えば、第１ラミネート５２）を形成することと、３０４において、複合材料の第１ラミネートに対してファスナアセンブリ（例えば、ファスナアセンブリ３２）を配置し、その際、ファスナアセンブリのレセプタクル（例えば、レセプタクル７０）が第１ラミネートの受容穴に部分的に挿入されるとともに、第１ラミネートがファスナアセンブリの構造コネクタ（例えば、構造コネクタ６０）と接触するようにすることと、を含む。いくつかの例において、３０４においてファスナアセンブリを配置することは、複合材構造体の内側領域に対応する第１ラミネートの内面から当該第１ラミネートにアクセスすることにより実行される。いくつかの方法３００においては、３０４においてファスナアセンブリを配置する前に、例えば、図１５に関連して先に詳述した方法２００のいずれかを実行することにより、２００においてファスナアセンブリが組み立てられる。２００におけるファスナアセンブリの組み立ては、レセプタクルの降伏領域の厚み（例えば、降伏領域７７、７７’の厚み１２１）を選択し、その際、当該降伏領域が、ファスナシステムの拡開ネイル、及び／又はカラープレートの挿入に十分に対応できるように厚みを選択することを、さらに含む。

いくつかの特定の実施例において、３０４においてファスナアセンブリを配置することは、構造コネクタの一部が、複合材料の第１ラミネートとファスナアセンブリのリテーナ（例えば、リテーナ１００）との間に配置されるように、ファスナアセンブリを配置することを含む。３０４において、ファスナアセンブリが第１ラミネートに対して配置されると、３０６において、複合材料の中間ラミネート（例えば、中間ラミネート５６）が積層される。中間ラミネートは、３０６において第１ラミネートに積層されるが、通常、第１ラミネートの第１外面（例えば、第１外面６８）に積層される。３０６における中間ラミネートの積層は、第１ラミネートに固定することにより、第１ラミネートに付着させることにより、及び／又は第１ラミネートに直接レイアップすることにより、行われてもよい。３０６における中間ラミネートの積層は、中間ラミネートを形成する材料層を積層することを含み、その際、ファスナアセンブリのレセプタクルの少なくとも一部を受容するよう構成されたポケット（例えば、ポケット９３）を中間ラミネートに形成するようにする。ポケットはまた、ファスナシステムのカラープレート（例えば、カラープレート９０）を受容するよう構成されている。ポケットは、中間ラミネートを形成するときに、開口部が予め形成された材料層をレイアップして形成することができ、その際、それぞれの層における開口部のそれぞれの位置を合わせることにより、中間ラミネートのポケットが形成される。他の例において、ポケットは、中間ラミネートの層がレイアップされた後に、例えば、中間ラミネートのポケットを切り取ることによって形成することができる。さらに他の例において、３０６における中間ラミネートの積層は、第１ラミネートにカラープレートが配置された後に、当該カラープレートの周りにポケットが形成されるように、カラープレートの周りに材料層を積層することにより実行することができる。

３０４においてファスナアセンブリが配置されると、３０８において、カラープレートに形成されたスロット開口部（例えば、開口部４６）にレセプタクルの一部が挿入されるように、当該レセプタクルに対してカラープレートを載置することにより、当該カラープレートを配置することができる。例えば、カラープレートを配置するときに、当該カラープレートの開口部に、レセプタクルの第１及び第２の長状溝付面（７１、７３）が挿入されるようにしてもよい。カラープレート３０８を配置するときに、カラープレートの下側プレート面（例えば、下側カラープレート面９９）が、第１ラミネートの第１上面（例えば、第１外面６８）と接触する。いくつかの方法３００においては、３０８においてファスナシステムのカラープレートが配置される前に、３０６において中間ラミネートが積層され、当該カラープレートは、中間ラミネートのポケット内に配置される。いくつかの方法３００においては、カラープレートの周りに中間ラミネートのポケットが形成されるように、３０６において中間ラミネートが積層される前に３０８においてカラープレートが配置される。

３０８においてカラープレートを配置することは、カラープレートの第１群の段付溝（例えば、第１群の段付溝９７）とレセプタクルの第１群の受容溝（例えば、第１群の受容溝７２）とを係合させることにより、カラープレートとレセプタクルとを一緒に固定することを含む。同様に、カラープレートの第２群の段付溝（例えば、第２群の段付溝９８）とレセプタクルの第２群の受容溝（例えば、第２群の受容溝７４）とを係合させてもよい。このようにカラープレートとレセプタクルとが係合すると、カラープレートの段付溝、及び／又はレセプタクルの受容溝が、レセプタクルに対するカラープレートの圧力により変形して、これら２つの構造体を一緒に固定するよう機能する。これに加えて、或いはこれに代えて、カラープレート及びレセプタクルは、これらの間に自己拡散が生じて当該カラープレートと当該レセプタクルとが接合するよう構成されてもよい。一般に、３０８においてカラープレートを配置する際、カラープレートの下の複合材料の第１ラミネート内で樹脂が不均一にばらけるのを抑制、及び／又は実質的に回避できる程度にゆっくりと、カラープレートを配置する。

方法３００はまた、３１０において、レセプタクルにファスナシステムの拡開ネイル（例えば、拡開ネイル８０）を挿入することを含む。いくつかの例においては、３１０で拡開ネイルを挿入すると、拡開ネイルがレセプタクルの受容面を外側に押す力により当該レセプタクルが拡げられる。３１０における拡開ネイルの挿入は、拡開ネイルがレセプタクルに変形荷重を与えるように、当該拡開ネイルをレセプタクルに押入することを含みうる。これに加えて、或いはこれに代えて、３１０で拡開ネイルを挿入すると、ファスナシステムのリテーナ及び／又はカラープレートにおいて変形荷重が生じうる。拡開ネイルは、３１０において、複合材料の第１ラミネートの外面（例えば、第１外面６８）などの、ファスナシステムの外側から挿入される。３０４においてファスナアセンブリを配置すること、３０８においてカラープレートを配置すること、及び／又は３１０において拡開ネイルを挿入することなどの方法３００の様々なステップは、ファスナシステムの１つ以上の表面を洗浄及び／又は平滑化して、対応する係合面間の自己拡散を促すことを含みうる。例えば、そのようなステップは、拡開ネイルの第１係合面、拡開ネイルの第２係合面、レセプタクルの第１内側受容面、及び／又はレセプタクルの第２内側受容面を洗浄及び／又は平滑化することを含みうる。

３０８においてカラープレートが配置され、３１０において拡開ネイルが挿入されると、３１２において複合材料の外側ラミネート（例えば、第２ラミネート５４）が積層される。外側ラミネートは、概して３１２において積層され、その際、当該外側ラミネートが、ファスナシステムのカラープレートを覆うことにより、複合材料の外側ラミネートと、複合材料の内側ラミネートとの間にカラープレートが密閉又は埋設される。３１２で外側ラミネートを積層することはまた、当該外側ラミネートで中間ラミネートの少なくとも一部を覆うことを含みうる。いくつかの方法においては、中間ラミネートの全体が外側ラミネートで覆われるが、他の例においては、中間ラミネートの一部が外側ラミネートの縁を越えて延びていてもよい。いくつかの方法においては、カラープレートは、中間ラミネートを含むことなく、複合材料の内側と外側のラミネートのみの間に密閉されていてもよい。

いくつかの方法３００は、３１４において、複合材構造体に部品を固定することを含む（複合材構造体は、複合材料の第１ラミネート、中間ラミネート、及び／又は外側ラミネートで形成される）。例えば、３１４において複合材構造体に部品を固定することは、３０４においてファスナアセンブリを配置する前、或いは、３１２において外側ラミネートを積層した後などの、方法３００の他の任意の段階において、ファスナシステムの構造コネクタに部品を固定することを含みうる。いくつかの例において、３１４において複合材構造体に部品を固定することは、３１２において外側ラミネートを積層する前、及び／又は３０６において中間ラミネートを積層する前に実行することができる。いくつかの方法３００において、３１４において複合材構造体に部品を固定することは、３１２における外側ラミネートの積層が完了するまで、ツールを使用して部品を所定位置に保持することを含む。３１４において複合材構造体に部品を固定することは、例えば、複合材料の第１ラミネートの第１内面に隣接する構造コネクタにアクセスすることによって、複合構造体の内側領域から構造コネクタに部品を接続することを含みうる。３１２において積層される複合材料の外側ラミネートは、積層された状態において複合材構造体の外側領域を形成しうる。このようにして、方法３００は、概して、ラミネート（例えば、航空機のスキン）が積層されるときに、複合構造体に部品を接続することを含む。

方法３００は、３１６において、ファスナシステム及びこれに接続された部品とともに、複合材構造体を加熱することを含みうる。３１６における加熱は、例えば、複合材料の内側ラミネート、複合材料の中間ラミネート、及び／又は複合材料の外側ラミネートを硬化させるために実行される。いくつかの例においては、３１６において複合材構造体を加熱すると、部品が歪除去される場合があるが、これは、当該部品（又は、複数の部品）が、複合材構造体の硬化前に当該複合材構造体に既に取り付けられることによるものである。特定の一実施例においては、３１６における複合材構造体の加熱は、オーブン又はオートクレーブ内に複合材構造体（及び、１つ以上の本開示のファスナシステムを介してこれに接続された全ての部品）を配置することと、複合材構造体を硬化させるのに十分な温度まで当該複合材構造体を加熱することとを含む。例えば、３１６における複合材構造体の加熱は、複合材構造体のラミネート（例えば、パネルスキン）を硬化させるのに十分な時間に亘って、少なくとも１００°Ｆ、少なくとも１５０°Ｆ、少なくとも２００°Ｆ、少なくとも２５０°Ｆ、少なくとも３００°Ｆ、少なくとも３５０°Ｆ、少なくとも４００°Ｆ、少なくとも４５０°Ｆ、少なくとも５００°Ｆ、少なくとも５５０°Ｆ、及び／又は少なくとも６００°Ｆの温度まで複合材構造体を加熱することを含む。いくつかの例において、方法３００の一部又は全てのステップは、自動化することができる。例えば、３０４において、１つ以上のファスナアセンブリが複合材構造体に配置されると、３１４において、自動化技術により、複合材構造体に１つ以上の部品を固定することができる。

本開示による発明の要旨の例示的且つ非排他的な例は、以下に列挙する付記に記載されている。

Ａ１．複合材構造体に部品を接続するためのファスナシステムであって、レセプタクルと、拡開ネイルと、カラープレートと、を含み、
前記レセプタクルは、前記複合材構造体に少なくとも部分的に埋設されるよう構成されており、
前記拡開ネイルは、前記レセプタクルに少なくとも部分的に受容されるよう構成されるとともに、前記レセプタクルの受容部に押し込まれたときに前記受容部を拡げるように、前記レセプタクルに対して寸法及び形状が設定されており、
前記カラープレートは、前記複合材構造体に埋設されるとともに、前記受容部に押し込まれる前記拡開ネイルからの力を分散させるよう構成されており、前記ファスナシステムは、前記部品及び前記複合材構造体に結合して、前記複合材構造体に前記部品を接続するよう構成されている、ファスナシステム。

Ａ２．前記カラープレートは、当該カラープレートを貫通する前記レセプタクルを受容するよう構成された開口部を含む、付記Ａ１に記載のファスナシステム。

Ａ３．前記拡開ネイルは、前記レセプタクルの前記受容部に挿入されたときに、前記カラープレートに対して前記レセプタクルの前記受容部を拡げるよう構成されている、付記Ａ１又はＡ２に記載のファスナシステム。

Ａ４．前記カラープレートの前記開口部は、第１群の段付溝と第２群の段付溝とを含み、前記第１群の段付溝は、前記第２群の段付溝とは反対側に配置されている、付記Ａ１～Ａ３のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ５．前記第１群の段付溝及び前記第２群の段付溝は、前記拡開ネイルが前記レセプタクルの前記受容部に挿入されると、塑性変形するよう構成されている、付記Ａ４に記載のファスナシステム。

Ａ６．前記カラープレートは下側カラープレート面と上側カラープレート面とを含み、前記上側カラープレート面は、前記下側カラープレート面の反対側に位置しており、前記開口部は、前記開口部の高さが前記カラープレートの厚みと等しくなるように、前記上側カラープレート面から前記下側カラープレート面まで延在している、付記Ａ１～Ａ５のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ７．前記カラープレートの第１群の段付溝は、前記レセプタクルの第１群の受容溝と係合するよう構成されており、前記カラープレートの第２群の段付溝は、前記レセプタクルの第２群の受容溝と係合するよう構成されている、付記Ａ１～Ａ６のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ８．前記カラープレートの第１群の段付溝は、前記カラープレートの前記開口部の第１傾斜面に形成されており、前記第１傾斜面は、前記カラープレートの上側カラープレート面、及び前記カラープレートの下側カラープレート面に対して非垂直であり、前記カラープレートの第２群の段付溝は、前記カラープレートの前記開口部の第２傾斜面に形成されており、前記第２傾斜面は、前記上側カラープレート面及び前記下側カラープレート面に対して非垂直である、付記Ａ１～Ａ７のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ９．前記カラープレートは、前記拡開ネイルが前記レセプタクルに挿入されたときの前記部品の破損を防ぐために、前記複合材構造体における負荷を十分に分散させるような寸法及び形状に設定されている、付記Ａ１～Ａ８のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１０．前記カラープレートの前記開口部は、前記レセプタクルの第１長状溝面、及び前記レセプタクルの第２長状溝付面に外嵌するように寸法及び形状が設定される、付記Ａ１～Ａ９のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１１．前記レセプタクルは、第１群の受容溝及び第２群の受容溝を含み、前記第１群の受容溝及び前記第２群の受容溝は、前記カラープレートに係合するよう構成されている、付記Ａ１～Ａ１０のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１２．前記レセプタクルは、前記拡開ネイルが前記レセプタクルに挿入されると拡がって、前記カラープレートの第１群の段付溝、前記カラープレートの第２群の段付溝、前記レセプタクルの第１群の受容溝、及び／又は前記レセプタクルの第２群の受容溝を変形させるよう構成されている、付記Ａ１～Ａ１１のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１３．前記拡開ネイルの挿入による前記レセプタクルの拡張及び変形により、前記レセプタクルと前記カラープレートとが係止される、付記Ａ１～Ａ１２のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１４．前記レセプタクルは、降伏領域を含み、当該降伏領域は、前記レセプタクル上に前記カラープレートを位置決めできる程度に十分に前記レセプタクルを作動させることができるよう構成されている、付記Ａ１～Ａ１３のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１５．前記レセプタクルは、第１長状溝付面と、第２長状溝付面と、前記拡開ネイルを受容するための前記受容部と、降伏領域と、を含み、
前記第１長状溝付面は、第１群の受容溝を有しており、
前記第２長状溝付面は、第２群の受容溝を有しており、
前記受容部は、第１内側受容面及び第２内側受容面によって画定されており、
前記降伏領域は、前記第１内側受容面と前記第２内側受容面との間に配置されており、前記降伏領域は、前記カラープレートが前記レセプタクルに取り付けられるときに、前記第１長状溝付面及び前記第２長状溝付面を互いに近付けるように撓んだり圧縮されたりする構成とされるとともに、前記拡開ネイルが前記受容部に挿入されたときに前記第１長状溝付面及び前記第２長状溝付面を互いから遠ざけるように前記受容部を拡げる構成とされている、付記Ａ１～Ａ１４のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１６．前記第１内側受容面の少なくとも一部は、ローレット加工されている、付記Ａ１５に記載のファスナシステム。

Ａ１７．前記第２内側受容面の少なくとも一部は、ローレット加工されている、付記Ａ１５又はＡ１６に記載のファスナシステム。

Ａ１８．前記第１内側受容面の少なくとも一部は平滑である、付記Ａ１５～Ａ１７のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ１９．前記第２内側受容面の少なくとも一部は平滑である、付記Ａ１５～Ａ１８のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ２０．前記レセプタクルは、互いに反対側に配置された第１リテーナ受容凹部と第２リテーナ受容凹部とをさらに含むとともに、前記第１リテーナ受容凹部及び前記第２リテーナ受容凹部に前記ファスナシステムのリテーナを受容するよう構成されている、付記Ａ１～Ａ１９のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ２１．前記レセプタクルは、前記拡開ネイルの下側部分が挿入されるスロット状開口部をさらに含む、付記Ａ１～Ａ２０のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ２２．前記スロット状開口部は、降伏領域と第２降伏領域との間に延在している、付記Ａ２１に記載のファスナシステム。

Ａ２３．前記レセプタクルは、第１押圧面と第２押圧面とをさらに含み、前記拡開ネイルが前記レセプタクル内に配置されると、前記第１押圧面と前記第２押圧面との間に前記拡開ネイルの下側部分を受容するよう構成されている、付記Ａ１～Ａ２２のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ２４．前記拡開ネイルの前記下側部分は、前記拡開ネイルが前記レセプタクル内に配置されると、前記第１押圧面及び前記第２押圧面を外側に押圧する、付記Ａ２３に記載のファスナシステム。

Ａ２５．前記ファスナシステムのリテーナは、前記レセプタクルに配置されると、前記第１押圧面及び前記第２押圧面を内側に押圧する、付記Ａ２３又はＡ２４に記載のファスナシステム。

Ａ２６．前記拡開ネイルは、前記レセプタクルの上側部分、及び前記レセプタクルの下側部分に対して力を加えるよう構成されている、付記Ａ１～Ａ２５のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ２７．前記レセプタクルの前記上側部分は、第１長状溝付面と第２長状溝付面とを含み、前記レセプタクルの前記下側部分は、第１押圧面と第２押圧面とを含む、付記Ａ２６に記載のファスナシステム。

Ａ２８．前記拡開ネイルは、第１係合面及び第２係合面を有する楔形部分を含み、前記第１係合面及び前記第２係合面は、前記拡開ネイルが前記レセプタクル内に配置されると前記レセプタクルと係合するよう構成されている、付記Ａ１～Ａ２７のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ２９．前記第１係合面の少なくとも一部は、ローレット加工されており、これに加えて、或いはこれに代えて、前記第２係合面の少なくとも一部は、ローレット加工されている、付記Ａ２８に記載のファスナシステム。

Ａ３０．前記楔形部分は、前記第１係合面が前記レセプタクルの第１内側受容面と係合し、且つ前記第２係合面が前記レセプタクルの第２内側受容面と係合するように、前記レセプタクルの前記受容部に受容される、付記Ａ２８又はＡ２９に記載のファスナシステム。

Ａ３１．前記拡開ネイルは、前記楔形部分と一体的に形成された下側部分を含む、付記Ａ１～Ａ３０のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ３２．前記拡開ネイルの下側部分は、前記レセプタクルに形成されたスロット状開口部を貫通して、前記レセプタクルの第１押圧面及び第２押圧面に挟持されるよう構成されている、付記Ａ１～Ａ３１のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ３３．前記ファスナシステムはリテーナを含む、付記Ａ１～Ａ３２のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ３４．前記リテーナは、前記レセプタクルの第１リテーナ受容凹部、及び前記レセプタクルの第２リテーナ受容凹部と摺動嵌合するよう構成されている、付記Ａ３３に記載のファスナシステム。

Ａ３４．１．前記リテーナは、前記レセプタクルを拘束するよう構成されている、付記Ａ３３又はＡ３４に記載のファスナシステム。

Ａ３４．２．前記リテーナは、前記拡開ネイルの周りで前記レセプタクルを拘束するよう構成されている、付記Ａ３３～Ａ３４．１のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ３５．前記リテーナは、前記第１リテーナ受容凹部と係合するよう構成された第１長状部分を含む、付記Ａ３４～Ａ３４．２のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ３６．前記リテーナは、前記第２リテーナ受容凹部と係合するよう構成された第２長状部分を含む、付記Ａ３５に記載のファスナシステム。

Ａ３７．前記第１長状部分は、前記第２長状部分と実質的に平行である、付記Ａ３６に記載のファスナシステム。

Ａ３８．前記第１長状部分は、前記拡開ネイルの下側部分の幅と少なくとも等しい距離、又は当該幅よりも大きい距離をあけて、前記第２長状部分から離間している、付記Ａ３６又はＡ３７に記載のファスナシステム。

Ａ３９．前記リテーナは、前記第１長状部分と前記第２長状部分とを接続する垂直部を含み、前記垂直部は、前記リテーナが直線的なＵ字形状を有するように、前記第１長状部分及び／又は前記第２長状部分に対して実質的に垂直である、付記Ａ３６～Ａ３８のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４０．前記リテーナは、第１長状部分及び第２長状部分を貫通する少なくとも１つのファスナを含み、前記少なくとも１つのファスナは、前記リテーナが前記レセプタクルに配置されると、当該レセプタクルの周りで前記リテーナを締め付けるよう構成されている、付記Ａ３４～Ａ３９のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４１．前記少なくとも１つのファスナは、前記拡開ネイルが前記レセプタクルを外側に押圧すると伸長するよう構成されている、付記Ａ４０に記載のファスナシステム。

Ａ４２．前記レセプタクルは、さらに、構造コネクタを受容するよう構成されている、付記Ａ１～Ａ４１のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４２．１．前記構造コネクタは、前記部品と前記複合材構造体とに結合するよう構成されたシャータイ、フィッティング、ブラケット、インターコスタル、及び／又は他の任意の構造コネクタである、付記Ａ４１に記載のファスナシステム。

Ａ４３．構造コネクタをさらに含み、当該構造コネクタは、前記レセプタクルに結合するよう構成されている、付記Ａ１～Ａ４２のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４４．前記構造コネクタは、当該構造コネクタを貫通する前記レセプタクルを受容するよう構成されたスロットを含む、付記Ａ４３に記載のファスナシステム。

Ａ４４．１．前記構造コネクタは、シャータイであり、前記スロットは、当該スロットを貫通する前記レセプタクルを受容するよう構成されたシャータイスロットである、付記Ａ４３又はＡ４４に記載のファスナシステム。

Ａ４５．前記構造コネクタは、前記レセプタクルと結合するよう構成されており、その際、当該構造コネクタの少なくとも一部が、リテーナと前記カラープレートとの間で前記レセプタクルと結合する、付記Ａ４２～Ａ４４．１のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４６．前記レセプタクルは、第１外壁及び第２外壁を含み、前記構造コネクタは、前記レセプタクルに固定されたときに前記第１外壁及び前記第２外壁に接触する、付記Ａ４２～Ａ４５のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４７．前記拡開ネイル及び前記レセプタクルは、両方とも、第１の金属で形成されている、付記Ａ１～Ａ４６のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４８．前記部品は、フレーム、フィッティング、及び／又はブラケットである、付記Ａ１～Ａ４７のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ４９．前記複合材構造体は、航空機用胴体の炭素繊維強化スキンである、付記Ａ１～Ａ４８のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ５０．前記ファスナシステムは、前記部品と前記複合材構造体とを直接的に接続する、付記Ａ１～Ａ４９のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ５１．前記ファスナシステムは、構造コネクタを介して前記複合材構造体に前記部品を接続する、付記Ａ１～Ａ５０のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ５２．前記拡開ネイル及び前記レセプタクルは、自己拡散、摩擦接続、及び／又は変形により互いに接合される、付記Ａ１～Ａ５１のいずれかに記載のファスナシステム。

Ａ５３．前記カラープレート及び前記レセプタクルは、自己拡散、摩擦接続、及び／又は変形により互いに接合される、付記Ａ１～Ａ５２のいずれかに記載のファスナシステム。

Ｂ１．複合材構造体に部品を接続するための、付記Ａ１～Ａ５３のいずれかに記載のファスナシステムと、
複合材料の第１ラミネートと、
複合材料の第２ラミネートと、を含み、前記ファスナシステムの前記カラープレートは、前記複合材料の第１ラミネートと前記複合材料の第２ラミネートとの間に配置されている、アセンブリ。

Ｂ２．構造コネクタをさらに含み、当該構造コネクタの少なくとも一部は、前記複合材料の第１ラミネートに隣接して配置される、付記Ｂ１に記載のアセンブリ。

Ｂ３．前記ファスナシステムのリテーナをさらに含み、前記構造コネクタの前記一部は、前記リテーナと前記複合材料の第１ラミネートの内面との間に介在している、付記Ｂ２に記載のアセンブリ。

Ｂ４．前記複合材料の第１ラミネートは、内面とは反対側の外面を含み、当該外面は前記複合材料の第２ラミネートを向くように配向されている、付記Ｂ１～Ｂ３のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ５．前記複合材料の第１ラミネート、及び前記複合材料の第２ラミネートは、ポリマー強化炭素繊維を含む、付記Ｂ１～Ｂ４のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ６．前記複合材料の第２ラミネートは、航空機用胴体の外側スキンである、付記Ｂ１～Ｂ５のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ７．前記複合材料の第１ラミネートは、航空機用胴体の内側スキンである、付記Ｂ１～Ｂ６のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ８．前記複合材料の第１ラミネートと前記複合材料の第２ラミネートとの間に配置された複合材料の中間ラミネートをさらに含む、付記Ｂ１～Ｂ７のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ９．前記複合材料の中間ラミネートの厚みは、前記カラープレートの厚みと実質的に等しい、付記Ｂ８に記載のアセンブリ。

Ｂ１０．前記複合材料の第１ラミネートは、第１群の複合材料層を含む、付記Ｂ１～Ｂ９のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ１１．前記複合材料の第２ラミネートは、第２群の複合材料層を含む、付記Ｂ１～Ｂ１０のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ１２．複合材料の中間ラミネートは、第３群の複合材料層を含む、付記Ｂ１～Ｂ１１のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｂ１３．前記複合材料の第１ラミネート、前記複合材料の第２ラミネート、及び／又は複合材料の中間ラミネートは、共に前記複合材構造体を形成する、付記Ｂ１～Ｂ１２のいずれかに記載のアセンブリ。

Ｃ１．複合材構造体に部品を接続するためのファスナアセンブリを組み立てる方法であって、
前記ファスナアセンブリのレセプタクルに前記ファスナアセンブリのリテーナを配置することと、
前記レセプタクルに前記ファスナアセンブリの構造コネクタを配置することと、を含み、前記ファスナアセンブリは、前記構造コネクタを介して前記複合材構造体に前記部品を接続するよう構成されている、方法。

Ｃ２．前記ファスナアセンブリは、付記Ａ１～Ａ５３のいずれかに記載のファスナシステムである、付記Ｃ１に記載の方法。

Ｃ３．前記リテーナの配置は、前記レセプタクルの第１リテーナ受容凹部、及び／又は前記レセプタクルの第２リテーナ受容凹部に前記リテーナを摺動嵌合させることを含む、付記Ｃ１又はＣ２に記載の方法。

Ｃ４．前記リテーナを配置させることは、前記リテーナに少なくとも１つのファスナを取り付けることにより、前記レセプタクルの周りで前記リテーナを締め付け及び／又は固定することを含む、付記Ｃ１～Ｃ３のいずれかに記載の方法。

Ｃ５．前記リテーナを配置させることは、前記構造コネクタを配置した後に実行される、付記Ｃ１～Ｃ４のいずれかに記載の方法。

Ｃ６．前記構造コネクタにスロット開口部を形成することをさらに含み、前記スロット開口部は、前記レセプタクルに前記構造コネクタを固定するために、前記レセプタクルの一部に外嵌する寸法及び形状を有する、付記Ｃ１～Ｃ５のいずれかに記載の方法。

Ｃ７．前記構造コネクタを配置させることは、前記レセプタクルの一部を圧縮して塑性変形させることを含む、付記Ｃ１～Ｃ６のいずれかに記載の方法。

Ｃ８．前記構造コネクタを配置させることは、前記レセプタクルの前記一部を応力が加わっていない状態に戻すことにより、前記レセプタクルに前記構造コネクタを固定することを含む、付記Ｃ７に記載の方法。

Ｃ９．前記構造コネクタを配置させることは、前記構造コネクタに前記リテーナを接触させることを含む、付記Ｃ１～Ｃ８のいずれかに記載の方法。

Ｄ１．複合材構造体に部品を接続するためのファスナシステムを取り付ける方法であって、
複合材料の内側ラミネートに対してファスナアセンブリを配置することを含み、その際、前記ファスナアセンブリのレセプタクルが、前記複合材料の内側ラミネートの受容穴に少なくとも部分的に挿入されるとともに、前記複合材料の内側ラミネートが、前記ファスナアセンブリの構造コネクタと結合するようにし、前記複合材料の内側ラミネートは、前記複合材構造体の一部を形成する、方法。

Ｄ１．１．前記複合材料の内側ラミネートを形成することと、当該内側ラミネートに前記受容穴を形成することと、をさらに含む、付記Ｄ１に記載の方法。

Ｄ２．前記ファスナアセンブリは、付記Ａ１～Ａ５３のいずれかに記載のファスナシステムである、付記Ｄ１又はＤ１．１に記載の方法。

Ｄ３．前記ファスナアセンブリは、当該ファスナアセンブリを配置する前に、付記Ｃ１～Ｃ９のいずれかに記載の方法に従って組み立てられる、付記Ｄ１又はＤ２に記載の方法。

Ｄ４．前記ファスナアセンブリを配置させることは、前記構造コネクタの一部が、前記複合材料の内側ラミネートと前記ファスナアセンブリのリテーナとの間に配置されるように、前記ファスナアセンブリを配置することを含む、付記Ｄ１～Ｄ３のいずれかに記載の方法。

Ｄ５．前記複合材料の内側ラミネートは、第１群の複合材料層を含む、付記Ｄ１～Ｄ４のいずれかに記載の方法。

Ｄ６．前記複合材料の内側ラミネートは、第１外面と第１内面とを含み、前記受容穴は、前記第１外面から前記第１内面まで延びており、前記第１内面は、前記構造コネクタと接触する、付記Ｄ１～Ｄ５のいずれかに記載の方法。

Ｄ７．前記複合材料の内側ラミネートの第１上面に、複合材料の中間ラミネートを固定することをさらに含み、前記複合材料の中間ラミネートは、ポケットを含み、当該ポケットは、前記中間ラミネートを貫通する前記レセプタクルの少なくとも一部を受容するよう構成されるとともに、前記ファスナシステムのカラープレートを受容するよう構成されている、付記Ｄ１～Ｄ６のいずれかに記載の方法。

Ｄ８．前記レセプタクルに前記ファスナシステムのカラープレートを配置し、その際、前記カラープレートの下側プレート面が、前記複合材料の内側ラミネートの第１上面と接触するようにする、付記Ｄ１～Ｄ７のいずれかに記載の方法。

Ｄ９．前記カラープレートを配置することは、複合材料の中間ラミネートのポケット内に前記カラープレートを配置することを含む、付記Ｄ８に記載の方法。

Ｄ９．１．前記カラープレートを配置することは、前記カラープレートの第１群の段付溝、前記カラープレートの第２群の段付溝、前記レセプタクルの第１群の受容溝、及び前記レセプタクルの第２群の受容溝を係合させることにより、前記カラープレートと前記レセプタクルとを一緒に固定することを含む、付記Ｄ８又はＤ９に記載の方法。

Ｄ９．２．前記カラープレートを配置することは、前記カラープレートと前記レセプタクルとの間に自己拡散が生じるように、これらを係合させることを含む、付記Ｄ８～Ｄ９．１のいずれかに記載の方法。

Ｄ１０．前記カラープレートを配置することは、前記複合材料の内側ラミネートに塗布された樹脂が不均一に分散するのを実質的に回避できる程度にゆっくりと、前記カラープレートを配置することを含む、付記Ｄ８～Ｄ９．２のいずれかに記載の方法。

Ｄ１１．前記レセプタクルに前記ファスナシステムの拡開ネイルを挿入することをさらに含む、付記Ｄ１～Ｄ１０のいずれかに記載の方法。

Ｄ１２．前記拡開ネイルを挿入することは、当該拡開ネイルの挿入により前記レセプタクルを拡げることを含む、付記Ｄ１１に記載の方法。

Ｄ１２．１．前記拡開ネイルを挿入することは、前記レセプタクルに前記拡開ネイルを押し込むことにより、前記レセプタクル、前記ファスナアセンブリのリテーナ、及び／又は前記ファスナシステムのカラープレートに変形負荷を与えることを含む、付記Ｄ１１又はＤ１２に記載の方法。

Ｄ１２．２．前記拡開ネイルを挿入することは、前記複合材料の内側ラミネートの第１外面から前記拡開ネイルを挿入することを含む、付記Ｄ１１～Ｄ１２．１のいずれかに記載の方法。

Ｄ１３．複合材料の外側ラミネートを積層することをさらに含む、付記Ｄ１～Ｄ１２．２のいずれかに記載の方法。

Ｄ１４．前記複合材料の外側ラミネートを積層することは、当該複合材料の外側ラミネートで前記ファスナシステムのカラープレートを覆うことを含む、付記Ｄ１３に記載の方法。

Ｄ１５．前記複合材料の外側ラミネートを積層することは、複合材料の中間ラミネートの少なくとも一部が前記複合材料の外側ラミネートで覆われるように、前記複合材料の中間ラミネートに前記複合材料の外側ラミネートを積層することを含む、付記Ｄ１３又はＤ１４に記載の方法。

Ｄ１６．前記複合材料の外側ラミネートを積層することは、前記複合材料の外側ラミネートと前記複合材料の内側ラミネートとの間に前記ファスナシステムのカラープレートを埋設することを含む、付記Ｄ１３～Ｄ１５のいずれかに記載の方法。

Ｄ１７．前記複合材料の外側ラミネートは、第２群の複合材料層を含む、付記Ｄ１～Ｄ１６のいずれかに記載の方法。

Ｄ１８．複合材料の中間ラミネートは、第３群の複合材料層を含む、付記Ｄ１～Ｄ１７のいずれかに記載の方法。

Ｄ１９．前記複合材料の内側ラミネート、複合材料の外側ラミネート、及び／又は複合材料の中間ラミネートは、共に前記複合材構造体を形成する、付記Ｄ１～Ｄ１８のいずれかに記載の方法。

Ｄ２０．前記構造コネクタに前記部品を固定することにより、前記複合材構造体に前記部品を接続することをさらに含む、付記Ｄ１～Ｄ１９のいずれかに記載の方法。

Ｄ２０．１．前記部品の固定は、前記ファスナアセンブリを配置する前に実行される、付記Ｄ２０に記載の方法。

Ｄ２０．２．前記部品の固定は、前記複合材料の内側ラミネートに対して、複合材料の外側ラミネート及び複合材料の中間ラミネートを付加及び／又は積層する前に実行される、付記Ｄ２０又はＤ２０．１に記載の方法。

Ｄ２０．３．複合材料の外側ラミネート及び複合材料の中間ラミネートの付加及び／又は積層が完了するまで、ツールを使用して前記部品を所定位置に保持することをさらに含む、付記Ｄ２０～Ｄ２０．２のいずれかに記載の方法。

Ｄ２１．前記部品は、フレーム、フィッティング、及び／又はブラケットである、付記Ｄ１～Ｄ２０．３のいずれかに記載の方法。

Ｄ２２．前記複合材構造体は、航空機用胴体の炭素繊維強化スキンである、付記Ｄ１～Ｄ２１のいずれかに記載の方法。

Ｄ２３．前記ファスナシステムの拡開ネイル及び／又はカラープレートの挿入が可能となるように、前記レセプタクルの降伏領域の厚みを選択することをさらに含む、付記Ｄ１～Ｄ２２のいずれかに記載の方法。

Ｄ２４．自己拡散に十分な程度まで前記ファスナシステムの１つ以上の表面を洗浄及び／又は平滑化することをさらに含む、付記Ｄ１～Ｄ２３のいずれかに記載の方法。

Ｄ２５．前記ファスナシステムの前記１つ以上の表面は、拡開ネイルの第１係合面、前記拡開ネイルの第２係合面、前記レセプタクルの第１内側受容面、及び／又は前記レセプタクルの第２内側受容面を含む、付記Ｄ２４に記載の方法。

Ｄ２６．前記ファスナシステムは、前記ファスナアセンブリ、カラープレート、及び拡開ネイルを含む、付記Ｄ１～Ｄ２５のいずれかに記載の方法。

Ｄ２７．前記複合材構造体に前記部品を接続するための前記ファスナシステムを取り付ける前記方法は、航空機用胴体を形成する方法であって、前記複合材構造体は航空機用胴体である、付記Ｄ１～Ｄ２６のいずれかに記載の方法。

Ｄ２８．前記複合材料の内側ラミネートに対して前記ファスナアセンブリを配置することは、前記複合材料の内側ラミネートの第１内面を介して前記ファスナアセンブリを配置することを含み、前記第１内面は、前記複合材構造体の内側領域を形成している、付記Ｄ１～Ｄ２７のいずれかに記載の方法。

Ｄ２９．前記複合材構造体の前記内側領域から、前記構造コネクタに前記部品を接続することをさらに含む、付記Ｄ２８に記載の方法。

Ｄ３０．外側ラミネートの外面は、前記複合材構造体の外側領域を形成している、付記Ｄ１～Ｄ２９のいずれかに記載の方法。

Ｄ３１．前記ファスナアセンブリを配置することは、複合材料の外側ラミネート、及び複合材料の中間ラミネートを付加及び／又は積層する前に実行される、付記Ｄ１～３０のいずれかに記載の方法。

Ｄ３２．前記複合材構造体、及び前記ファスナシステムを加熱して、前記複合材料の内側ラミネート、複合材料の外側ラミネート、及び／又は複合材料の中間ラミネートを硬化させることをさらに含む、付記Ｄ１～Ｄ３１のいずれかに記載の方法。

Ｄ３３．前記加熱により前記部品の歪除去を行わせる、付記Ｄ３２に記載の方法。

Ｄ３４．前記ファスナアセンブリを配置することは、前記レセプタクルと共にリテーナを取り付けることを含む、付記Ｄ１～Ｄ３３のいずれかに記載の方法。

Ｅ１．付記Ａ１～Ａ５３のいずれかに記載の前記ファスナシステム、及び／又は付記Ｂ１～Ｂ１３のいずれかに記載の前記アセンブリを含む航空機。

Ｆ１．複合材構造体に部品を接続するための、付記Ａ１～Ａ５３のいずれかに記載の前記ファスナシステムの使用。

Ｆ２．航空機用胴体にフレームを接続するための、付記Ａ１～Ａ５３のいずれかに記載の前記ファスナシステムの使用。

Ｆ３．航空機の製造における付記Ｂ１～Ｂ１３のいずれかに記載の前記アセンブリの使用。

本明細書において、「選択的」又は「選択的に」という用語が、装置の１つ以上のコンポーネント又は要素の、動作、移動、構成、又は他の働きを修飾するものである場合は、そのような特定の動作、移動、構成、又は他の働きが、装置の態様又は１つ以上のコンポーネントをユーザーが操作したことの直接又は間接的な結果であることを意味する。

本明細書において、「適合化されている」及び「構成されている」という用語は、要素、コンポーネント、又は他の要部が、所定の機能を実行するように設計、及び／又は意図されていることを意味する。したがって、「適合化されている」及び「構成されている」という用語の使用は、ある要素、コンポーネント、又は他の要部が、単に所定の機能を行うことが「できる」ということを意味すると解釈されるべきではなく、当該要素、コンポーネント、及び／又は他の要部が、その機能を実行するために、具体的に、選択、作製、実施、利用、プログラム、及び／又は設計されていることを意味すると解釈されるべきである。また、特定の機能を実行するように適合化されたものとして記載された要素、コンポーネント、及び／又は他の要部が、これに加え、或いはこれに代えて、当該機能を実行するよう構成されたものとして記載されること、及びその逆も、本開示の範囲内である。同様に、特定の機能を実行するよう構成されたものとして記載された要部が、これに加え、或いはこれに代えて、当該機能を実行するように動作するものとして記載される場合もある。

本明細書において、１つ以上の要素のリストに言及した「少なくとも１つ」という表現は、要素のリストにおける１つ以上の要素から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解されるべきであり、必ずしも要素のリストに具体的に列記された全ての要素のそれぞれを少なくとも１つ含むものではなく、また、リストにある要素のいかなる組み合わせも排除するものでもない。この定義によれば、「少なくとも１つの」という表現が関連付けられている要素のリストに明記されたもの以外の要素が、明記されたこれらの要素に対する関連の有無にかかわらず、任意で存在することもありうる。したがって、非限定的な例として、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」（又は、同様の意味合いで、「Ａ又はＢのうちの少なくとも１つ」、又は、同様の意味合いで「Ａ及び／又はＢのうちの少なくとも１つ」）という表現は、一実施形態においては、少なくとも１つの、任意で２つ以上を含むＡであって、Ｂが存在しない（任意でＢ以外の要素を含む）ことを指す場合があり、別の実施形態においては、少なくとも１つの、任意で２つ以上を含むＢであって、Ａが存在しない（任意でＡ以外の要素を含む）ことを指す場合があり、さらに別の実施形態では、少なくとも１つの、任意で２つ以上を含むＡと、少なくとも１つの、任意で２つ以上を含むＢ（任意でその他の要素を含む）とを指す場合がある。すなわち、「少なくとも１つの」、「１つ以上の」、並びに「及び／又は」という表現は、開放型（open-ended）の表現であり、連言的機能及び選言的機能の両方を有する。例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの１つ以上」、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの１つ以上」、並びに「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」の各々は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、ＡとＢとＣの全て、及び、任意で、上記のいずれかと少なくとも１つの他の要素との組み合わせを意味しうる。

本明細書に開示した様々な装置の要素及び方法のステップが、本開示による装置及び方法の全てに必要であるというわけではなく、本開示は、本明細書で開示した様々な要素及びステップの新規且つ非自明の組み合わせ及び部分的組み合わせを、全て含むものである。また、本明細書に開示した様々な要素及びステップのうちの１つ以上は、開示された装置又は方法の全体とは切り離された独立した発明の要旨を規定する場合がある。したがって、そのような発明の要旨は、本明細書に明確に開示した特定の装置及び方法と関連付けられている必要はなく、本明細書に明確に開示されていない装置、及び／又は方法に有用性を見出すかもしれない。

本明細書において、「例えば」という表現、「例として」という表現、及び／又は単に「例」という表現が、本開示による１つ以上のコンポーネント、特徴、詳細項目、構造、実施形態、及び／又は方法に関連して用いられている場合、これらの表現は、説明されているコンポーネント、特徴、詳細項目、構造、実施形態、及び／又は方法が、本開示によるコンポーネント、特徴、詳細項目、構造、実施形態、及び／又は方法の例示的且つ非排他的な例であることを示す。したがって、説明されているコンポーネント、特徴、詳細項目、構造、実施形態、及び／又は方法は、限定的、必須、又は排他的／包括的であることを意図するものではなく、構造的、及び／又は機能的に類似及び／又は均等であるコンポーネント、特徴、詳細項目、構造、実施形態、及び／又は方法を含む他のコンポーネント、特徴、詳細項目、構造、実施形態、及び／又は方法もまた、本開示の範囲に含まれる。

Claims (15)

1. 複合材構造体に部品を接続するためのファスナシステムであって、
   拡開ネイルと、
   前記拡開ネイルの少なくとも一部を受容するよう構成された受容部を含むとともに、前記複合材構造体に少なくとも部分的に埋設されるよう構成されたレセプタクルと、
   前記レセプタクル及び前記部品に結合するよう構成された構造コネクタと、
   前記複合材構造体に埋設されるとともに、前記受容部に押し込まれる前記拡開ネイルからの力を分散させるよう構成されたカラープレートと、を含み、前記ファスナシステムは、前記部品及び前記複合材構造体に結合して、前記複合材構造体に前記部品を接続するよう構成されており、
   前記拡開ネイルは、前記レセプタクルに少なくとも部分的に受容されるよう構成されており、
   前記拡開ネイルが前記レセプタクルの前記受容部に押し込まれたときに、当該受容部を拡げるように、前記レセプタクルに対して前記拡開ネイルの寸法及び形状が設定されている、ファスナシステム。
2. 前記カラープレートは、当該カラープレートを貫通する前記レセプタクルを受容するよう構成された開口部を含み、前記拡開ネイルは、前記レセプタクルの前記受容部に挿入されたときに、前記カラープレートに対して前記レセプタクルの前記受容部を拡げるよう構成されている、請求項１に記載のファスナシステム。
3. 前記カラープレートの前記開口部は、第１群の段付溝と第２群の段付溝とを含み、前記第１群の段付溝は、前記第２群の段付溝とは反対側に配置されており、前記第１群の段付溝及び前記第２群の段付溝は、前記拡開ネイルが前記レセプタクルの前記受容部に挿入されると、塑性変形するよう構成されている、請求項２に記載のファスナシステム。
4. 前記カラープレートの前記第１群の段付溝は、前記レセプタクルの第１群の受容溝と係合するよう構成されており、前記カラープレートの前記第２群の段付溝は、前記レセプタクルの第２群の受容溝と係合するよう構成されている、請求項３に記載のファスナシステム。
5. 前記レセプタクルの前記受容部は、第１内側受容面及び第２内側受容面によって画定されており、前記レセプタクルは、
   第１群の受容溝を有する第１長状溝付面と、
   第２群の受容溝を有する第２長状溝付面と、
   前記第１内側受容面と前記第２内側受容面との間に配置された降伏領域と、を含み、前記降伏領域は、前記カラープレートが前記レセプタクルに取り付けられるときに、前記第１長状溝付面及び前記第２長状溝付面を互いに近付けるように撓む構成とされるとともに、前記拡開ネイルが前記受容部に挿入されたときに、前記第１長状溝付面及び前記第２長状溝付面を互いから遠ざけるように前記受容部を拡げる構成とされている、請求項１～４のいずれか１つに記載のファスナシステム。
6. 前記降伏領域は、第１降伏領域と第２降伏領域とを含み、前記レセプタクルは、前記拡開ネイルの下側部分が挿入されるスロット状開口部をさらに含み、前記スロット状開口部は、前記第１降伏領域と前記第２降伏領域との間に延在している、請求項５に記載のファスナシステム。
7. 前記レセプタクルは、第１押圧面と第２押圧面とをさらに含み、前記拡開ネイルが前記レセプタクル内に配置されると、前記第１押圧面と前記第２押圧面との間に前記拡開ネイルの下側部分を受容するよう構成されている、請求項６に記載のファスナシステム。
8. 前記ファスナシステムは、前記レセプタクルを拘束するよう構成されたリテーナを含み、前記レセプタクルは、互いに反対側に配置された第１リテーナ受容凹部と第２リテーナ受容凹部とをさらに含むとともに、前記第１リテーナ受容凹部及び前記第２リテーナ受容凹部に前記リテーナを受容するよう構成されており、前記リテーナは、前記第１リテーナ受容凹部と係合するよう構成された第１長状部分を含むとともに、前記第２リテーナ受容凹部と係合するよう構成された第２長状部分を含む、請求項７に記載のファスナシステム。
9. 前記ファスナシステムの前記リテーナは、前記レセプタクルに配置されると、前記第１押圧面及び前記第２押圧面を内側に押圧する、請求項８に記載のファスナシステム。
10. 前記拡開ネイルは、第１係合面及び第２係合面を有する楔形部分を含み、前記第１係合面及び前記第２係合面は、前記拡開ネイルが前記レセプタクル内に配置されると前記レセプタクルと係合するよう構成されており、前記楔形部分は、前記第１係合面が前記レセプタクルの前記第１内側受容面と係合し、且つ前記第２係合面が前記レセプタクルの第２内側受容面と係合するように、自己拡散、摩擦接続、及び変形からなる群から選択される１つ以上により、前記レセプタクルの前記受容部に受容される、請求項５～９のいずれか１つに記載のファスナシステム。
11. 前記構造コネクタは、当該構造コネクタを貫通する前記レセプタクルを受容するよう構成されたスロットを含み、前記レセプタクルは、第１外壁及び第２外壁を含み、前記構造コネクタは、前記レセプタクルに固定されたときに前記第１外壁及び前記第２外壁に接触する、請求項１～１０のいずれか１つに記載のファスナシステム。
12. 前記部品は、航空機用胴体のフレームであり、前記複合材構造体は、前記航空機胴体のスキンである、請求項１～１１のいずれか１つに記載のファスナシステム。
13. 請求項１に記載のファスナシステムと、
    複合材料の第１ラミネートと、
    複合材料の第２ラミネートと、を含み、前記ファスナシステムの前記カラープレートは、前記複合材料の第１ラミネートと前記複合材料の第２ラミネートとの間に配置されており、前記構造コネクタの少なくとも一部は、前記複合材料の第１ラミネートに隣接して配置されている、アセンブリ。
14. 前記複合材料の第１ラミネートと前記複合材料の第２ラミネートとの間に配置された複合材料の中間ラミネートをさらに含み、前記複合材料の中間ラミネートの厚みは、前記カラープレートの厚みと実質的に等しい、請求項１３に記載のアセンブリ。
15. 複合材構造体に部品を接続するためのファスナアセンブリを組み立てる方法であって、
    前記ファスナアセンブリを用意することを含み、前記ファスナアセンブリは、
    前記複合材構造体内に少なくとも部分的に埋設されるよう構成されたレセプタクルを含み、当該レセプタクルは、
    拡開ネイルの少なくとも一部を受容するよう構成された受容部と、
    第１リテーナ受容凹部と、
    前記第１リテーナ受容凹部の反対側に配置された第２リテーナ受容凹部と、を含み、前記ファスナアセンブリは、さらに、
    前記レセプタクル及び前記部品に結合するよう構成された構造コネクタと、
    前記レセプタクルを拘束するよう構成されたリテーナと、を含み、前記レセプタクルは、前記第１リテーナ受容凹部と前記第２リテーナ受容凹部に前記リテーナを受容するよう構成されており、前記リテーナは、前記第１リテーナ受容凹部と係合するよう構成された第１長状部分を含むとともに、前記第２リテーナ受容凹部と係合するよう構成された第２長状部分を含み、前記方法は、さらに、
    前記第１リテーナ受容凹部、及び前記第２リテーナ受容凹部に前記リテーナを摺動嵌合させることにより、前記レセプタクルに前記リテーナを配置することと、
    前記レセプタクルに前記構造コネクタを配置することと、を含み、前記構造コネクタの配置は、前記レセプタクルを圧縮することを含み、前記ファスナアセンブリは、前記構造コネクタを介して、前記複合材構造体に前記部品を接続するよう構成されている、方法。

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