JP2000142591A - 過剰クレビスピン対 - Google Patents

過剰クレビスピン対

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JP2000142591A
JP2000142591A JP11304784A JP30478499A JP2000142591A JP 2000142591 A JP2000142591 A JP 2000142591A JP 11304784 A JP11304784 A JP 11304784A JP 30478499 A JP30478499 A JP 30478499A JP 2000142591 A JP2000142591 A JP 2000142591A
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pin
clevis
thrust
head
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John Dawson
ジョン・ドーソン
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General Electric Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】コンパクトかつ軽量の形状で過剰荷重路を有す
るエンジンマウントを提供する。 【解決手段】航空機エンジンスラストマウント（１０）
においてクレビスピン（３２）がスラストリンク（２
４）を支持体（１８、２６）に結合する。このピンは、
スラストリンクと支持体との間でスラスト荷重をせん断
荷重として伝達するための半円形断面を有するシャンク
（３６）を含む。頭部（３８）がシャンクの一端に配設
され、そして先端部（４０）がシャンクの反対側の端に
配設される。好適実施例では、１対のピンが合着されて
共に円形断面をなし、スラスト荷重をせん断荷重として
伝達し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的にはガスタービン
エンジンに関し、特に、そのための航空機エンジンマウ
ント（発動機架）に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンは航空機に、例え
ば、機翼の下方または尾部内あるいは胴体の側面部に取
付けられる。これは通例１対の前側と後ろ側のエンジン
マウントの使用により達成され、前後両マウントはエン
ジンを航空機に対して２つの軸方向に相隔たる位置で支
持する。前後のマウントは運転中に生じる様々なエンジ
ン荷重を伝達するために相異なる形状を有する。
【０００３】さらに詳述すると、垂直方向のエンジンの
重量は両エンジンマウントによって分担される。エンジ
ンは運転中推力を発生し、これは通例主として両マウン
トの一方だけを介して航空機に伝達される。また、両マ
ウントは他の垂直および水平荷重と、航空機の移動中に
発生する曲げモーメントとを伝達するように形成され
る。
【０００４】エンジンマウントの様々な構成部は協働支
持体にボルト止めされるか、あるいは、取付け用リンク
の端に形成した通常ユニボールと呼ばれる球形棒端を支
承するクレビスを貫通するせん断ピンを利用する。取付
けリンクは通例それらの荷重伝達能力を引張りまたは圧
縮に限定するように形成される。代表的なスラストリン
クはエンジンの中心線に沿って軸方向に延在し、エンジ
ンにより軸方向に発生するスラストすなわち推力を航空
機に伝達し得る。一つ以上のスラストリンクを推力伝達
に使用でき、各リンクは、限られた中実円形断面内で最
大のせん断強度能力を有する円筒形せん断ピンを用い
る。
【０００５】スペースと重量は重要な航空機設計制約要
目であるから、運転中の全所要荷重の伝達を適当な寿命
で達成するためにエンジンマウントの重量とエンベロー
プをなるべく少なくすべきである。
【０００６】さらに、エンジンマウントの安全向上は、
余剰荷重路を設けることにより達成され、余剰荷重路は
１次荷重路の故障の場合にエンジンを支持し続ける。余
剰荷重路は通例追加的なレバーまたはリンクと結合ピン
の使用により設けられ、これらは正常なエンジン荷重の
分担分を有効に伝達するか、あるいは１次荷重路の故障
まで不作用状態にあり、故障発生時にエンジン荷重を伝
達するように作用する。従って、エンジンマウントは複
雑さと重量とエンベロープと冗長性が、エンジンマウン
トの健全性を最大にするが様々な妥協をなすように様々
な組合せにおいて変化する。
【０００７】従って、コンパクトかつ軽量の形状で過剰
荷重路を有する改良エンジンマウントを提供することが
望まれる。
【０００８】
【発明の概要】航空機エンジンスラストマウントにおい
てクレビスピンがスラストリンクを支持体に結合する。
このピンは、スラストリンクと支持体との間でスラスト
荷重をせん断荷重として伝達するための半円形断面を有
するシャンクを含む。頭部がシャンクの一端に配設さ
れ、そして先端部がシャンクの反対側の端に配設され
る。好適実施例では、１対のピンが合着されて共に円形
断面をなし、スラスト荷重をせん断荷重として伝達し得
る。
【０００９】本発明は、他の目的と利点とともに、添付
図面と関連する好適実施例の以下の詳述からさらに明ら
かとなろう。
【００１０】
【実施例の記載】図１には航空機ガスタービンエンジン
１２を航空機１４の胴体に保持する後ろ側エンジンマウ
ント１０を示す。図示の実施例では、後ろ側マウント１
０は、エンジンを航空機１４の側部にその尾部近くで水
平に取付けるために前側マウント（図示せず）と関連し
て用いられる。
【００１１】エンジン１２は従来のターボファンガスタ
ービンエンジンで、部分的に示した外側ケーシング１６
を有し、このケーシングに前後両マウントが結合されて
エンジンを航空機胴体に保持する。後ろ側マウントには
円板形の後ろ側支持体１８が含まれ、航空機に固定した
エアフレーム取付部品２０の球形末端と係合する。
【００１２】後ろ側マウント１０には１対のサイドリン
ク２２が含まれ、後ろ側支持体１８から周方向にそして
エンジンケーシング１６の対応支持フランジまで概して
接線方向に延在する。一方のサイドリンクは後ろ側支持
体１８と一体に形成され、そして他端にピンを有し、こ
のピンは通常ユニボールと呼ばれる従来の球面軸受を用
いてケーシングに装着され、そして取付けピンがユニボ
ールを貫通してフランジクレビス内に延在する。反対側
のサイドリンクは一端が支持体１８に枢着されそして他
端がケーシング１６の対応クレビスに、やはりユニボー
ルとそれを貫通する取付けピンとを用いて取付けられて
いる。両サイドリンク２２は平面内の水平および垂直荷
重をエンジンから航空機に伝達する。
【００１３】スラスト荷重が、軸方向に延在するスラス
トリンク２４によりエンジンから航空機に伝達され、こ
のリンクは一端が後ろ側支持体１８に結合されそして他
端すなわち前端がケーシング１６に固定した前側ヨーク
または支持体２６に結合されている。スラストリンク２
４はその両端と一体に形成された１対のクレビス２８を
有し、両クレビスは、後ろ側および前側支持体１８、２
６の対応部分から一体的に延在する補完舌状部３０と、
舌溝係合構造になるように係合する。
【００１４】本発明によれば、クレビスピン３２を両ク
レビス２８に設けることによりスラストリンク２４を後
ろ側と前側の支持体１８、２６に枢着して過剰荷重路を
設ける。それぞれのクレビスピン３２がなければ、例示
した後ろ側マウント１０は従来の形状と機能をもち、長
年米国で首尾良く商用に供されてきたものである。従来
の後ろ側マウントでは、中実円柱形クレビスピンが改良
クレビスピン３２の代わりに使用されており、各従来ピ
ンはそれを通る余剰荷重路を設け得ない。
【００１５】従来のクレビスピンの一つが割れにより破
損した場合、スラスト荷重はスラストリンク２４をバイ
パスしそしてフェイルセイフ・スラストリンク３４によ
り伝達される。このリンク３４は後ろ側支持体１８とエ
ンジンケーシング１６とにやはりピンで装着されてい
る。正常運転中、主スラストリンク２４は作用状態にあ
ってスラスト荷重を伝達し、フェイルセイフリンク３４
は不作用状態にあってスラスト荷重のいかなる部分も伝
達しない。スラストリンク２４自体またはその支持され
た端部の破損が起これば、スラスト荷重は、その時、代
わりに作用し始めたフェイルセイフリンク３４によって
伝達される。
【００１６】図１に例示した改良クレビスピン３２は簡
単に従来のクレビスピンの代わりをなし得るものである
が、図２と図３にさらに詳細に例示した本発明によれば
クレビスピン３２を通る過剰荷重路を設け得る。クレビ
スピン３２は対をなすように用いられ舌状部３０とクレ
ビス２８との間でせん断ひずみ状態で過剰荷重路とな
る。
【００１７】１対のクレビスピン３２の一例を図４の分
解図で示す。両ピンは好ましくは形状が同じであり、そ
して互いに補完的に合着されて共に過剰分岐クレビスピ
ンアセンブリを形成する。各ピンには半円形中実断面を
有するシャンク３６が含まれ、その両端間に長手方向ま
たは軸方向に延在し、図１に示したスラストリンク２４
と後ろ側および前側支持体１８、２６のおのおのとの間
でスラスト荷重をせん断荷重として伝達する。図４に例
示した各クレビスピン３２はまた拡大頭部３８を含み、
この頭部は好ましくは円筒形でありそしてシャンク３６
の一端に一体的に結合されている。先端部４０が各シャ
ンクの長手方向反対側の端に延長体として一体的に結合
されている。
【００１８】ピン頭部３８は好ましくは断面がシャンク
より大きく、補完ピン３２から先端部４０を当接状態で
受入れる。ピン先端部４０は好ましくは対応シャンクよ
り断面が大きくなく、そしてねじ付きであって補完止め
ナット４２と係合し得る。
【００１９】図４に示したように、各シャンク３６には
平面またはランド４４が含まれ、好ましくは半円形シャ
ンクの全直径と軸方向全長にわたって延在する。
【００２０】両クレビスピン３２は好ましくは互いに同
じであり、そして両シャンク平面４４は互いに当接する
ように配置され、共に図３に示した円形断面をなし、両
当接シャンク３６の円形外周内に最大せん断強度能力を
もたらす。両当接平面４４は複合円形断面の中立軸線に
沿う直径に沿って配置される。ピークせん断応力は円形
断面の中立軸線に沿って発生するので、運転中両ピン３
２を通じて伝達されるせん断荷重に耐えるための最大利
用可能面積がそれぞれの平面４４によって得られる。両
平面４４は好ましくは図１と図２に示したスラストリン
ク２４の長手方向または軸方向軸線と整合され、両クレ
ビス２８をそれぞれの支持体舌状部３０に結合する分岐
ピンアセンブリのせん断強度を最大にする。
【００２１】図２と図４に示した好適実施例では、各ピ
ンの頭部３８と先端部４０は好ましくは環状でありそし
てそれぞれのシャンク３６と概して軸方向に同延状であ
る。各頭部３８は好ましくは一体整合タブ４６を含み、
タブ４６はそれぞれの平面４４に対して所定方位を有し
て視覚指示をなし、それぞれのシャンク３６がそのせん
断強度を最大にするように適当に整合されることを可能
にする。
【００２２】スラストピン３２がスラストリンク２４と
支持体１８、２６に装着された時、整合タブ４６は、図
２と図５に明示のようにクレビス２８の対応ボスに一体
的に形成された補完凹み４８内に簡単に配置され得る。
このように、各凹み４８は対応整合タブ４６を受入れて
両シャンク平面４４をスラストリンクと支持体との間で
軸方向に整合する。この実施例では、整合タブ４６は簡
単に平面４４と平行に整合されそしてスラストリンク２
４の長手方向軸線に沿って凹み４８内に配置され、それ
ぞれのシャンク３６の適切な整合に役立つ。
【００２３】図２に示すように、各クレビス２８は２つ
の平行フランジを備えたＵ形フォークの形態をなし、両
フランジを横断方向に貫通している開口を有し、好まし
くはこの開口に適当なブシュがはめ込まれ、組立て時に
両協働シャンク３６がブシュを貫通する。支持体舌状部
３０はクレビス２８内に配置されそして中央開口を有
し、この開口内に球面軸受またはユニボール５０が装着
され、ユニボール５０はクレビス開口と同軸的に整合す
る中央開口を有し、この中央開口に両シャンク３６を挿
通し得る。
【００２４】図３に示すように、当接した両シャンク３
６は円形断面を有し、この断面はユニボール開口の円形
断面を完全に満たす。図２に示すように、両シャンク３
６はまたクレビスブシュの円形断面を完全に占有する。
従って、スラスト荷重がエンジンで発生すると、その荷
重は軸方向に支持体舌状部３０を経た後両シャンク３６
を経て伝達され、さらにスラスト荷重はクレビス２８の
両フランジを経て伝達されそして軸方向にスラストリン
ク２４を経て後ろ側支持体１８へそして最後に航空機１
４に伝達される。このように、クレビスピン対３２はス
ラストリンク２４の両端でクレビス２８を貫通し、シャ
ンク３６とそれぞれの支持体舌状部３０との間でスラス
トをせん断荷重として伝達する。
【００２５】図３に示した両平面４４はスラストリンク
２４の縦軸線と整合するので、隣合う両シャンク３６の
複合せん断荷重伝達能力は、同じ外径の一体の円筒形シ
ャンクのそれと同等である。従って、スラスト荷重伝達
能力は実質的に同等の小さい程度に維持されるが、過剰
荷重路が存在する。両シャンク３６のどちらかが運転中
に破損した場合、残りのシャンク３６が、整備のための
運転停止中にクレビスピン対を交換し得るまで、適当な
せん断荷重能力の維持に役立つ。
【００２６】最初に図４で示したように、両クレビスピ
ン３２は補完合着アセンブリとして形成され得るので、
両シャンク３６は共に、クレビスと協働舌状部とを貫通
する分岐円筒形軸を形成する。両クレビスピン３２の合
体を保つために、各頭部３８は好ましくは貫通開口５２
を有し、開口５２はそれぞれのシャンク３６から横方向
にずれており、そして補完クレビスピン３２から対応先
端部４０を軸方向に受入れるような寸法を有する。各シ
ャンク先端部４０は反対側頭部の開口５２を軸方向に貫
通し、これにより両シャンク３６を合体状態に保つ。
【００２７】両シャンク先端部４０は相対する頭部３８
を貫通しそしてそれぞれの止めナット４２とねじ係合
し、両止めナット４２は締付けられて両クレビスピン３
２を両頭部３８間のシャンクに沿って軸方向引張り状態
に保持する。図２に示すように、シャンク３６の長さは
好ましくは、クレビスブシュと舌状部ユニボールとを貫
通している開口の複合長さよりわずかに少ない。これは
組立て時にこれらの構成部を一緒に固定するためであ
る。先端部ナット４２を締付けると、両シャンク３６は
引張り状態になってクレビスと舌状部を圧縮し剛固な高
強度アセンブリにする。シャンク先端部４０は同時に、
二重要素アセンブリ状の両クレビスピン３２において両
シャンクを横方向に保持し複合円形形状に保つ。あるい
は、シャンク自体における荷重を除去するためにシャン
クの長さを複合開口長さより大きくしてもよい。
【００２８】図４に示した好適実施例では、各頭部３８
はまたそれから一体的に突出したねじ付きステム５４を
含み、このステムは同じクレビスピン３２の先端部４０
と概して同軸的に、そして隣の頭部開口５２を貫通して
いる協働クレビスピン３２の先端部４０と平行に突出し
ている。止めクリップ５６が、先端部ナット４２と隣の
ステム５４それぞれを囲む１対の開口を有し、同じクリ
ップ５６が他の頭部にも設けられる。
【００２９】２次止めナット５８が各ステム５４とねじ
係合してクリップ５６をそれぞれの頭部３８に保持し、
クリップはそれぞれの先端部ナット４２を保持する。図
２に示すように、ステムナット５８はクリップ５６の一
部分を頭部３８上に固定し、クリップの残部は先端部ナ
ット４２を囲み、最初に止めクリップ５６を除去しなけ
れば先端部ナット４２を取外せないようにする。クリッ
プ５６の開口の直径は先端部ナット４２の底フランジの
直径より適度に小さいので、最初にクリップを除去しな
ければ先端部ナット４２を除去できない。
【００３０】図１〜図５の実施例において開示したクレ
ビスピン対は、同位置における単一せん断ピンに代わっ
て二要素式過剰荷重路をなす。クレビスピン対の二重係
止が、シャンク先端部４０と頭部ステム５４と協働クリ
ップ５６と止めナットとを用いて達成される。両クレビ
スピン３２は好ましくは形状が同じであるから、同じピ
ン型を各クレビス位置、例えば、スラストリンク２４の
両端における２本の協働ピンのおのおのに用い得る。こ
の部品同一性は部品の種類の全数を減らし製造と在庫の
調整を改善する。
【００３１】この２本ピン設計は周囲への張出しが少な
く、そしてそれが代わり得る従来の一体形せん断ピンよ
り大きくする必要がない。二要素せん断ピンアセンブリ
は、単一円筒形せん断ピン設計のせん断強度とほぼ同等
のせん断強度を有する。そして最も重要なことは、二要
素せん断ピン設計が過剰荷重路をもたらして後ろ側マウ
ントの作用の安定性を高めることである。
【００３２】図６は、代替実施例として、協働する１対
の実質的に同等のクレビスピン６０を示す。この設計で
は、シャンク３６はやはり断面が半円形であり、協働平
面４４は共に直径方向分割円形断面を画成して過剰荷重
路をもたらす。しかし、この設計では、頭部６２とシャ
ンク先端部６４も断面が半円形でありそして対応半円形
シャンク３６と同延状である。図６に示した両クレビス
ピン６０は基本的に単一クレビスピンまたはボルトの２
つの同半分であり、隣合うシャンク先端部６４は共にね
じ切りされて共通の止めナット６６とねじ係合する。こ
の簡単な実施例では、両ピン６０は合着されそして図１
に示したスラストリンク２４の両端におけるクレビスの
対応するものを貫通するように配置され、そして止めナ
ット６６の組付け後その位置に保持される。
【００３３】図２に示した第１実施例と同様に、図６に
示した第２実施例も同様の整合タブ４６を備え得る。両
タブ４６はそれぞれの頭部６２から半径方向外方に突出
しており、両シャンク平面４４をスラストリンク２４と
同軸的に方向づけるための視覚指示をなす。図２では整
合タブ４６はシャンク平面４４と平行に整合されるのに
対し、図６ではタブ４６は平面４４に対して垂直方向に
整合される。いずれの場合も、タブ４６をスラストリン
クに対して適当に配置でき、好適実施例では両シャンク
平面をスラストリンクと同軸的に整合し得る。
【００３４】所望に応じ、クレビスピン６０の一方また
は両方に組立てタブ６８を設けるとともに反対側ピン半
分に補完凹み７０を設けてもよく、こうすると軸対称ア
センブリとしてのクレビスピン対の両頭部半分の適切な
整合を確保し得る。
【００３５】第２実施例も、第１実施例と同様に、各ク
レビス２８と協働舌状部３０の共通開口に入れた両シャ
ンク３６を通る過剰せん断荷重路を設けるという利点を
有する。代替実施例では、協働する両クレビスピンを別
様の補完形状に形成してもよく、こうしたクレビスピン
も共に分岐円筒形シャンクを形成してスラストリンク２
４と両隣接静止支持体との間でせん断荷重を伝達し得
る。また、過剰ピン対を、冗長性の必要に応じて航空機
エンジンマウントの他の箇所で用いてもよい。
【００３６】以上、本発明の好適実施例と考えられるも
のを説明したが、それらの様々な改変が本発明の範囲内
で可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による取付けピンを有するス
ラストリンクを含む航空機エンジン後ろ側マウントの一
例の等角図である。
【図２】図１に示したスラストリンクの一端における過
剰クレビスピン対の線２−２に沿う部分断面立面図であ
る。
【図３】クレビス内に装着した図２に示したクレビスピ
ン対の線３−３に沿う半径方向断面図である。
【図４】図２に示したクレビスピン対の分解等角図であ
る。
【図５】図２に示したクレビスピン対の線５−５に沿う
上面図である。
【図６】本発明の代替実施例によるクレビスピン対の分
解等角図である。
【符号の説明】
１０ 航空機エンジンマウント １８ 後ろ側支持体 ２４ スラストリンク ２６ 前側支持体 ２８ クレビス ３０ 舌状部 ３２ クレビスピン ３６ シャンク ３８ 頭部 ４０ 先端部 ４２ 止めナット ４４ 平面 ４６ 整合タブ ４８ 凹み ５２ 貫通開口 ５４ ねじ付きステム ５６ 止めクリップ ５８ ２次止めナット ６０ クレビスピン ６２ 頭部 ６４ シャンク先端部 ６６ 共通止めナット

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 航空機エンジンスラストマウント（１
    ０）においてスラストリンク（２４）を支持体（１８、
    ２６）に結合するためのクレビスピン（３２）であっ
    て、前記スラストリンクと前記支持体との間でスラスト
    荷重をせん断荷重として伝達するための半円形断面を有
    するシャンク（３６）と、前記シャンクの一端に一体的
    に結合された頭部（３８）と、前記シャンクの反対側の
    端に一体的に結合された先端部（４０）とからなるクレ
    ビスピン（３２）。
  2. 【請求項２】 前記先端部（４０）はねじ付きであって
    止めナット（４２）と係合し得る請求項１記載のピン。
  3. 【請求項３】 前記シャンク（３６）は平面（４４）を
    含み、そして前記頭部（３８）は前記平面に対して一定
    方位を有する整合タブ（４６）を含む、請求項２記載の
    ピン。
  4. 【請求項４】 前記頭部（６２）と前記先端部（６４）
    は断面が半円形でありそして前記半円形シャンク（３
    ６）と同延状である請求項３記載のピン。
  5. 【請求項５】 前記頭部（６２）と前記先端部（４０）
    は環状である請求項３記載のピン。
  6. 【請求項６】 前記頭部（３８）は前記シャンク（３
    ６）から横方向にずれている開口（５２）を有する請求
    項５記載のピン。
  7. 【請求項７】 互いに同じである１対の請求項６記載の
    クレビスピン（３２）であって、前記シャンク平面（４
    ４）は共に円形断面をなすように当接しており、そして
    前記シャンク先端部（４０）はそれぞれ前記頭部開口
    （５２）を貫通しているクレビスピン対。
  8. 【請求項８】 １対の前記止めナット（４２）をさらに
    含み、両止めナットは前記先端部（４０）それぞれとね
    じ係合をなして、相対する前記頭部（３８）間で前記シ
    ャンク（３６）を一緒に横方向に保持する、請求項７記
    載のクレビスピン対。
  9. 【請求項９】 各頭部（３８）からそれを貫通した前記
    先端部（４０）と平行に突出しているねじ付きステム
    （５４）と、各頭部に関して前記先端部ナット（４２）
    と前記ステム（５４）それぞれを囲む１対の開口を有す
    る止めクリップ（５６）と、各ステム（５４）とねじ係
    合をなして前記クリップを前記頭部に保持し前記クリッ
    プが前記先端部ナット（４２）を前記先端部（４０）に
    保持するようにする２次止めナット（５８）とをさらに
    含む請求項８記載のクレビスピン対。
  10. 【請求項１０】 前記シャンク平面（４４）が前記タブ
    （４６）により前記スラストリンク（２４）と前記支持
    体（１８）との間で軸方向に整合されるように前記スラ
    ストリンク（２４）および前記支持体（１８）と組み合
    わせた請求項９記載のクレビスピン対。
  11. 【請求項１１】 前記スラストリンク（２４）はクレビ
    ス（２８）を含み、前記支持体（２６）は前記クレビス
    （２８）内に配置された舌状部（３０）を含み、そして
    前記ピン対（３２）は前記クレビスと前記舌状部とを貫
    通しており両者間で前記スラストをせん断荷重として伝
    達する、請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記クレビス（２８）は、前記シャン
    ク平面（４４）を前記スラストリンク（２４）と前記支
    持体（１８、２６）との間で軸方向に整合するための前
    記整合タブ（４６）を受入れる整合凹み（４８）を含
    む、請求項１０記載の装置。
JP11304784A 1998-10-29 1999-10-27 過剰クレビスピン対 Withdrawn JP2000142591A (ja)

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