JP2003049713A

JP2003049713A - 排気ノズル駆動装置

Info

Publication number: JP2003049713A
Application number: JP2001241072A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Yamamoto; 政彦山本
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2001-08-08
Filing date: 2001-08-08
Publication date: 2003-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-08
Also published as: JP4770086B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ダクトの耐久性を高める、かつ装置自体の耐
久性も高めることができる排気ノズル駆動装置を提供す
ること。【解決手段】排気ダクトを囲んで配置された複数の平
板状フラップと、フラップの後縁で構成されるノズルの
面積と向きを変化させるリンク部材と、リンク部材に連
結され排気ダクト２ａを囲むリング６と、同期リングを
ヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させる複数
の液圧シリンダと、同期リングを３自由度のみ移動可能
に支持するリング支持装置１０とを備える。リング支持
装置１０は、排気ダクト２ａと同期リング６の間に位置
し排気ダクトの外周面に沿って軸方向にのみ移動可能な
中間リング１２と、中間リングの外周面に周方向に間隔
を隔てて設けられ同期リング６を排気ダクト２ａの軸心
Ｏを中心とする球面１３に沿って案内する３つ以上の球
面ガイド装置１４と、同期リング６の周方向移動を拘束
する周方向拘束装置１６とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジェットエンジン
の排気ノズルに係わり、更に詳しくは、排気ノズルを開
閉する排気ノズル駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に示すような排気ノズル１が、航空
用ジェットエンジン２の排気ダクト２ａに設けられる。
この排気ノズル１は、噴射口を囲んで配置された複数の
平板状のフラップ（マスターフラップ３とスレーブフラ
ップ４）からなり、各フラップ３，４はその前縁で揺動
可能に支持されジェット噴流により内圧ｐを受け開放方
向に付勢される。また、マスターフラップ３の外面には
ガイド板３ａが取付けられ、液圧シリンダ５による同期
リング６の軸方向移動によりガイド板３ａを内方に押し
てマスターフラップ３を位置決めし、フラップ３，４の
後縁で構成されるノズル面積を変化させるようになって
いる。

【０００３】図３は、特開平５−１３３２７３号（並進
ノズル方向転換リングの支持装置）に開示された排気ノ
ズル駆動装置の模式図である。この装置は、同期リング
６を３本の拘束装置８で支持し、図示しない別の３本の
液圧シリンダにより、同期リング６をヨー、ピッチ、前
後シフトの３自由度に移動させて、フラップ３，４の後
縁で構成されるノズルの向きを自由に調整できるように
なっている。なお、この図で７は、フラップを内方に押
付けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを
変化させるリンク部材（Ｄリンク）である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４は、同期リング６
の動きを示す模式図である。この図に示すように、フラ
ップ３，４の後縁で構成されるノズルの向きを自由に変
更するためには、同期リング６の６つの自由度 1〜 6の
うち、ヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度のみ
を可能にし、その他のロール、上下動、横移動の
３自由度は拘束する必要がある。

【０００５】図３に示した特開平５−１３３２７３号の
装置では、この３自由度拘束のため同期リング６の周方
向の３箇所にシリンダやリニアリング等の拘束装置８を
設けていた。しかし、かかる装置では、シリンダ等の拘
束装置８が設けられている周方向３箇所の位置に、同期
リング６に作用する３自由度以外の荷重が集中するた
め、その付近のダクト剛性の確保が困難であり、耐久性
に問題があった。また、拘束装置として用いるシリンダ
は横方向への荷重を受けるため同様に耐久性に問題があ
った。

【０００６】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、同期
リングに作用する３自由度以外の荷重を、排気ダクト２
ａを構成するダクトに分散して伝達することができ、こ
れにより、ダクト剛性を高めることなくその耐久性を高
めることができ、かつ装置自体の耐久性も高めることが
できる排気ノズル駆動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前縁で
揺動可能に支持され、噴射口を囲んで配置され、ジェッ
ト噴流により内圧を受ける複数の平板状フラップ（３）
と、該フラップを内方に押付けフラップの後縁で構成さ
れるノズルの面積と向きを変化させるリンク部材（７）
と、該リンク部材に連結され排気ダクト（２ａ）を囲む
リング状の同期リング（６）と、同期リングをヨー、ピ
ッチ、前後シフトの３自由度に移動させる複数の液圧シ
リンダ（５）と、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフ
トの３自由度のみ移動可能に支持するリング支持装置
（１０）とを備えた、ことを特徴とする排気ノズル駆動
装置が提供される。

【０００８】この構成により、リング支持装置（１０）
により、同期リング（６）をヨー、ピッチ、前後シフト
の３自由度のみ移動可能に支持し、複数の液圧シリンダ
（５）により、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフト
の３自由度に移動させ、リンク部材（７）を介して、平
板状フラップ（３）を内方に押付けフラップの後縁で構
成されるノズルの面積と向きを変化させることができ
る。

【０００９】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
リング支持装置（１０）は、排気ダクト（２ａ）と同期
リング（６）の間に位置し排気ダクトの外周面に沿って
軸方向にのみ移動可能な中間リング（１２）と、該中間
リングの外周面に周方向に間隔を隔てて設けられ同期リ
ング（６）を排気ダクト（２ａ）の軸心Ｏを中心とする
球面（１３）に沿って案内する３つ以上の球面ガイド装
置（１４）と、同期リング（６）の周方向移動を拘束す
る周方向拘束装置（１６）とからなる。

【００１０】この構成により、周方向拘束装置（１６）
により同期リング（６）の周方向移動（ロール 4）を拘
束し、球面ガイド装置（１４）により同期リング（６）
の上下動と横移動を拘束することができる。またこ
れらの拘束は、同期リングに作用する３自由度以外の荷
重を、球面（１３）と中間リング（１２）を介して排気
ダクト（２ａ）に伝達するので、排気ダクトを構成する
ダクトに拘束力を分散して伝達することができる。従っ
て、これにより、ダクト剛性を高めることなくその耐久
性を高めることができ、かつ装置自体の耐久性も高める
ことができる。

【００１１】前記球面ガイド装置（１４）は、中間リン
グの外周面に周方向に間隔を隔てて固定された球面部材
（１４ａ）と、同期リング（６）の内面に固定され球面
部材の球面（１３）と接触する複数のローラ（１４ｂ）
とを有する。この構成により、比較的加工の容易な球面
部材（１４ａ）とローラ（１４ｂ）により球面ガイド装
置（１４）を構成することができる。

【００１２】前記周方向拘束装置（１６）は、同期リン
グ（６）に外方端が固定され半径方向内方に延びる円筒
形ピン（１６ａ）と、中間リング（１２）に設けられ円
筒形ピン（１６ａ）が嵌合する軸方向に延びる長穴（１
２ａ）とからなる。この構成により、同期リング（６）
の周方向移動を拘束し、かつそのヨー、ピッチ、前後シ
フトの３自由度を可能にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図１は、本
発明による排気ノズル駆動装置の構成図である。この図
において、（Ａ）は航空用ジェットエンジンの排気ダク
トを軸線に直交する面で切断した断面図、（Ｂ）は、
（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、（Ｃ）はＣ−Ｃ線に
おける断面図である。

【００１４】本発明の排気ノズル駆動装置は、図２，３
に例示したように、複数の平板状フラップ３、複数の液
圧シリンダ５と、リング状の同期リング６、及びリンク
部材７を備える。複数の平板状フラップ３は、前縁で揺
動可能に支持され、噴射口を囲んで配置され、ジェット
噴流により内圧を受ける。リンク部材７は、フラップ３
を内方に押付けフラップの後縁で構成されるノズルの面
積と向きを変化させる。リング状の同期リング６は、リ
ンク部材７に連結され排気ダクト２ａを囲む。複数（例
えば３本以上）の液圧シリンダ５は、同期リング６をヨ
ー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させるように
なっている。

【００１５】図１において、本発明の排気ノズル駆動装
置は、更に同期リング６をヨー、ピッチ、前後シフトの
３自由度のみ移動可能に支持するリング支持装置１０を
備える。このリング支持装置１０は、中間リング１２、
球面ガイド装置１４及び周方向拘束装置１６からなる。

【００１６】中間リング１２は、排気ダクト２ａのダク
トと同期リング６の間に位置し、排気ダクト２ａの外周
面に沿って軸方向に移動可能になっている。すなわちこ
の例では、排気ダクト２ａの周方向４か所に設けられた
リニアベアリング部２ｂの外面が円筒形に加工され、こ
のリニアベアリング部２ｂで中間リング１２を軸方向に
移動可能に支持している。また、この例では、周方向拘
束装置１６の後述する円筒形ピン１６ａが、図１（Ｃ）
に示すように、中間リング１２と排気ダクト２ａに設け
られた軸方向に延びる長穴１２ａ，２ｃと嵌合し、中間
リング１２を軸方向にのみ移動可能に拘束している。な
お、本発明はこの構成に限定されず、別のピン又は滑り
キー等で中間リング１２を独立して周方向に移動しない
ように拘束してもよい。

【００１７】球面ガイド装置１４は、図１（Ａ）に示す
ように、中間リング１２の外周面に周方向に間隔を隔て
て３つ以上（この例では３箇所）設けられる。また、図
１（Ｂ）に示すように、この球面ガイド装置１４は、中
間リング１２の外周面に周方向に間隔を隔てて固定され
た球面部材１４ａと、同期リング６の内面に固定され球
面部材の球面１３と接触する複数（例えば４つ）のロー
ラ１４ｂとを有する。この構成により、同期リング６を
排気ダクト２ａの軸心Ｏを中心とする球面１３に沿って
自由な向きに傾動するように案内することができる。

【００１８】周方向拘束装置１６は、図１（Ｃ）に示す
ように、同期リング６に外方端が固定され半径方向内方
に延びる円筒形ピン１６ａと、中間リング１２に設けら
れ円筒形ピン１６ａが嵌合する軸方向に延びる長穴１２
ａとからなる。この周方向拘束装置１６は、１か所のみ
であり、周方向のどの位置に設けてもよく、例えば、球
面ガイド装置１４の１つに組み込んでもよい。また、こ
の例では、円筒形ピン１６ａが、中間リング１２と排気
ダクト２ａに設けられた軸方向に延びる２つの長穴１２
ａ，２ｃと嵌合しているが、別のピン又は滑りキー等で
中間リング１２を独立して拘束する場合には、中間リン
グ１２の長穴１２ａのみと嵌合すればよい。この構成に
より、同期リング６が周方向に移動するのを拘束するこ
とができる。

【００１９】上述した本発明の構成により、リング支持
装置１０により、同期リング６をヨー、ピッチ、前後シ
フトの３自由度のみ移動可能に支持し、複数の液圧シリ
ンダ５により、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフト
の３自由度に移動させ、リンク部材７を介して、平板状
フラップ３を内方に押付けフラップの後縁で構成される
ノズルの面積と向きを変化させることができる。

【００２０】また、上述した構成により、同期リング６
の６つの自由度 1〜 6のうち、ヨーとピッチは、球
面ガイド装置１４により案内され、その際、同期リング
６の周方向移動（ロール）は周方向拘束装置１６によ
り拘束され、同期リング（６）の上下動と横移動は
球面ガイド装置１４により拘束される。更に、同期リン
グ６の前後シフト 3は、中間リング１２の排気ダクト２
ａの外周面に沿った軸方向移動により案内され、その際
も、同期リング６の周方向移動（ロール 4）は周方向拘
束装置１６により拘束され、同期リング（６）の上下動
と横移動は球面ガイド装置１４により拘束される。

【００２１】またこれらの拘束は、同期リングに作用す
る３自由度以外の荷重を、球面１３と中間リング１２を
介してジェット噴出口２ａに伝達するので、排気ダクト
を構成するダクトに拘束力を分散して伝達することがで
きる。従って、これにより、ダクト剛性を高めることな
くその耐久性を高めることができ、かつ装置自体の耐久
性も高めることができる。

【００２２】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】上述したように、本発明の排気ノズル駆
動装置は、以下の特徴を有する。（１）中間リング１２とピン１６ａによりダイバージェ
ントフラップ同期リング６の３自由度を達成している。（２）同期リング６は球面状の中間リング外面１３とコ
ロ１４ｂ等で接触し、同期リング６は中間リング１２と
相対的にピッチ、ヨー、前後シフトの自由度を有する。（３）同期リング６は中間リング１２に周方向一箇所で
ピン結合され、ロールの自由度を拘束している。（４）中間リング１２は排気ノズルの入口ダクトにリニ
アベアリング等で接続され、軸方向に移動可能である。

【００２４】従って、本発明の排気ノズル駆動装置は、
３自由度以外の荷重をまず中間リング全体に分散し、中
間リングとダクトを結合するリニアベアリング等の数を
増すことにより従来に比較して周方向に荷重を分散する
ことができる。また、横方向への荷重拘束にシリンダを
用いず、ピンのみの構造としたことで、耐久性の向上を
図ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による排気ノズル駆動装置の構成図であ
る。

【図２】従来の排気ノズルの構成図である。

【図３】先行出願にかかる排気ノズル駆動装置の構成図
である。

【図４】同期リングの動きを示す模式図である。

【符号の説明】

１排気ノズル、２ジェットエンジン、２ａ排気ダ
クト、２ｂリニアベアリング部、２ｃ長穴、３マ
スターフラップ、３ａガイド板、４スレーブフラッ
プ、５液圧シリンダ、６同期リング、７リンク部
材、１０リング支持装置、１２中間リング、１２ａ
長穴、１３球面、１４球面ガイド装置、１４ａ
球面部材、１４ｂローラ、１６周方向拘束装置、１
６ａ円筒形ピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前縁で揺動可能に支持され、排気ダクト
を囲んで配置され、ジェット噴流により内圧を受ける複
数の平板状フラップ（３）と、該フラップを内方に押付
けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを変
化させるリンク部材（７）と、該リンク部材に連結され
排気ダクト（２ａ）を囲むリング状の同期リング（６）
と、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度
に移動させる複数の液圧シリンダ（５）と、同期リング
をヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度のみ移動可能に
支持するリング支持装置（１０）とを備えた、ことを特
徴とする排気ノズル駆動装置。
【請求項２】前記リング支持装置（１０）は、排気ダ
クト（２ａ）と同期リング（６）の間に位置し排気ダク
トの外周面に沿って軸方向にのみ移動可能な中間リング
（１２）と、該中間リングの外周面に周方向に間隔を隔
てて設けられ同期リング（６）を排気ダクト（２ａ）の
軸心Ｏを中心とする球面（１３）に沿って案内する３つ
以上の球面ガイド装置（１４）と、同期リング（６）の
周方向移動を拘束する周方向拘束装置（１６）とからな
る、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ノズル駆動
装置。
【請求項３】前記球面ガイド装置（１４）は、中間リ
ングの外周面に周方向に間隔を隔てて固定された球面部
材（１４ａ）と、同期リング（６）の内面に固定され球
面部材の球面（１３）と接触する複数のローラ（１４
ｂ）とを有する、ことを特徴とする請求項２に記載の排
気ノズル駆動装置。
【請求項４】前記周方向拘束装置（１６）は、同期リ
ング（６）に外方端が固定され半径方向内方に延びる円
筒形ピン（１６ａ）と、中間リング（１２）に設けられ
円筒形ピン（１６ａ）が嵌合する軸方向に延びる長穴
（１２ａ）とからなる、ことを特徴とする請求項２に記
載の排気ノズル駆動装置。