JP2005241008A - サスペンション結合ロッドまたは他の結合構成部品のためのエラストマー材料の衝撃吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】結合ロッドヘッドと取り付けられるヨークのラグとの間の振動を吸収する手段を提供する。
【解決手段】本発明は、結合ロッドなどの結合構成部品のためのエラストマー材料による吸収装置に関し、結合構成部品は、２つの面１１、１２を備えるヘッド１０を有し、該２つの面は、互いに平行であり、かつそのケージ１３を有するボールジョイント１４のためのハウジングを形成する内腔により横断される。吸収装置は、ディスク形態の２つの要素１０１、１０３を有し、該２つの要素は、互いに平行であり、ヘッドに対して突出するボールジョイントの部分を覆わないように、充分に広い中央開口を各々有し、かつ２つの要素の周囲において連結手段１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５によって結合されることを特徴としている。
本発明は、特に、ターボジェットの付属品ギヤボックスのサスペンション結合ロッドの据え付けに適用される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、雌ヨークと一体化されたピンにボールジョイントを介して取り付けられる、平坦なヘッドを有する、結合ロッドなどの結合構成部品のための衝撃吸収要素に関する。衝撃吸収要素の機能は、ヘッドとヨークとの間の振動を吸収することである。本発明の特定の使用は、航空機分野に適用されるガスタービンエンジンにおける付属機械を駆動するためのギヤを収納する、ハウジングなどのモジュールのためのサスペンション結合ロッドである。

航空機、特にターボジェットの推進のために使用されるガスタービンエンジンは、その操作のために必要とされる付属機械を含んでいる。例としては、制御、潤滑、または燃料成分を作動するための流体ポンプ、および発電機がある。これらの機械は、据え付けられ、適切な機械リンクによってそれ自体がエンジンシャフトに結合されているギヤボックスによって機械的に駆動される。ギヤボックスは、関連する分野において、「付属品ギヤボックス（Ａｃｃｅｓｓｏｒｙ Ｇｅａｒ Ｂｏｘ）」に対する「ＡＧＢ」なる略語によって、一般に表される。ギヤボックスは、ロッド形状の結合構成部品を結合することによって、インペラ段の若干下流側のエンジンハウジングのサスペンションにおいて保持される。

結合ロッドは、ロッドからなり、ロッドは、２つの平行面を有する平坦形状のヘッドによってその両端部で終端し、その内腔で、外部が円筒状のケージが、かしめにより保持される。ケージの内表面は、ボールジョイントを形成する球面状の外表面を有するスリーブへのガイドとして作用する。自己潤滑布が、ケージの内側に接着され、この自己潤滑布は、それらの間の相対的移動を可能とすべくボールジョイントの球状の表面に接触し続ける。この布は、振動現象を、遊びがなくかつ旋回トルクを有するアセンブリによって吸収されることを可能とする。

各結合ロッドヘッド１０は、図１に示されるように、雌ヨーク２０のラグ２１と２３との間に取り付けられる。当該図においては、結合ロッド全体を見ることはできず、ヘッドの一部だけを見ることができる。ヘッドは、互いに平行な２つの面１１および１２を含み、そのボールジョイント１４に応じるケージハウジング１３のための内腔によって貫通されている。自己潤滑布は図示されていない。ヘッドは、ヨークの２つのラグの間に、ラグとボールジョイントを貫通するネジ３０によって保持される。ネジは、それ自体ナット３３によって固定されている。

結合ロッドは、図に見られ得るように、一方側においてヨークラグ２３の内面に対して、また他方側においてネジの肩部３５に対して押し付けられているボールジョイントによって、ネジ３０の方向に応じて軸方向に固定されている。ボールジョイントによるこのアセンブリの結果として、結合ロッドのヘッドは、ネジ軸の周りで自由に旋回し得、かつ周囲によって画定される停止部材の制限の範囲内で、ネジ軸に垂直ないかなる軸の周りで自由に旋回し得る。運動は、特に、結合ロッドのヘッドとヨークラグとの間の両側に存在する隙間によって制限される。

エンジンの寿命の間に、このリンクは、特に水平面と比較して結合ロッドのわずかな傾斜によって、振動力、特にネジ軸に平行に向けられた応力による微小運動にさらされる。長期間におけるこれらの応力は、ボールジョイントとケージとの間の自己潤滑布を摩損させかつ劣化させる。引き続いて、修理作業を必要とする金属表面に対する接触および損傷が起こる。

本発明の目的は、結合ロッドのヘッドと結合ロッドのヘッドが取り付けられるヨークのラグとの間の振動を吸収する手段を完全にすることにある。

より一般的に、本発明の目的は、ヨークの２つのラグ間にボールジョイントによって取り付けられる結合構成部品間の振動を吸収する手段である。

結合構成部品ヘッドとヨークの対向する表面の間に、エラストマー材料のスライディングワッシャが、提案される。しかしながら、ワッシャが中心に配置されることを保証すると同時に、ネジを組み立てる前にワッシャを適正位置に維持することは困難であるから、そのようなアセンブリは、容易ではない。技術者は、航空機翼の下で、すなわち作業場の外で、修理を行わなければならないときにエンジンの周りにほとんど空間を有さない。この問題を解決するために、結合構成部品ヘッドの面にワッシャを接着することが提案される。しかしながら、この解決方法は、ボールジョイントとケージとの間の接着剤の挿入自体が、旋回機能に対する劣化を生じさせるから、充分であるとは思えない。

それゆえ本発明の目的は、適用するのが簡単でかつ旋回アセンブリの寿命に有意な増大を生じさせる結合構成部品のための吸収の手段にある。

本発明に従えば、エラストマー材料による衝撃吸収装置は、結合ロッドなどの結合構成部品のために作成され、前記構成部品は、２つの面を持つヘッドを有し、２つの面は、互いに平行であり、かつ内腔は、ケージを有するボールジョイントのためのハウジングを形成し、衝撃吸収装置は、ディスク形状の２つの要素を含み、該２つの要素は、互いに平行であり、２つの要素は、ヘッドに対して突出しているボールジョイントの部分を覆わないように、充分に広い中央開口を各々有し、かつ２つの要素の周囲において連結手段によって結合されることを特徴とする。

他の特徴に従えば、ディスクは、ヘッドの一面に対して突出するボールジョイントの部分に少なくとも等しい厚みを有している。この構成は、ヨークにおいてネジを締め付けたときに、ディスクが圧縮されることを可能とする。動作中において、他方のディスクは、やはり少なくともその隣接表面に接触し、結合構成部品が傾斜を開始したときに圧縮される。この原理は、振動の効果的な吸収を提供し、かつ結合構成部品のヘッドとヨークラグとの間のいかなる接触も防止する。

一実施形態に従えば、２つのディスクの厚みは、同一である。

他の実施形態に従えば、２つの厚みは異なる。

好ましくは、前記連結手段は、複数のアームによって形成される。特に結合ロッドヘッドについては、それらは、同一の吸収装置が、いくつかのタイプの幾何学形態および直径のヘッドに適用されることを可能とする。必要な場合には、アームの数および寸法が、使用される結合構成部品の幾何学形態および直径に適合される。この構成は、２つのディスクが、容易にかつ楽に互いに離れ得るから、吸収装置が容易に据え付けられることを可能とする。

本発明の目的は、また、雌ヨークのラグの間にピンによって支持される結合ロッドなどの結合構成部品に、吸収装置を取り付ける方法をも提供する。この方法によれば、結合構成部品のヘッドが自由（ｆｒｅｅ）であるので、各ディスク形態の２つの要素が、前記ヘッドの一面に当たるまで、吸収装置が、ヘッドの周りでスライドされることができ、吸収装置を有するヘッドが、ヨークのラグの間に挿入され、そして結合構成部品は、前記ピンによってヨーク内にロックされる。

１つの特定の実施形態によれば、各面と隣接するラグとの間の隙間は異なるため、および吸収装置は、他方の要素よりも厚い一方の要素を有するため、最大の隙間を有するヘッドの面とラグとの間に、より厚い要素が配置される。

本発明の目的とするところは、また、各面と該各面に面するラグとの間に、上述されたような吸収装置を有し、２つのラグによってヨークに取り付けられる、結合構成部品のための吸収システムを提供することにもある。

本発明の吸収装置は、次に、図面を参照してより詳細に説明されるであろう。

図２を参照すれば、結合構成部品ヘッドに取り付ける前の、本発明の吸収装置が示されている。吸収装置１００は、ディスク状形態の第１の部分１０１および第２の要素１０３から構成されている。これら２つの要素１０１および１０３は、中央円形開口１０１’および１０３’をそれぞれ有している。それら２つの要素は、一方に対して他方が、それらの周囲において軸方向結合手段により結合され、ここでは、２つの要素を決定された距離に維持させる、６個のアーム１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、および１１５によって、結合されている。アームは、結合構成部品のヘッドに、吸収装置が取り付けられることを可能とすべく構成されている。好ましくは、要素および結合手段は、同一材料による成形から作られる。結合手段の材料は、エラストマーであり、その化学組成は、振動のフィルタリング機能に適しており、結合手段が配置される環境にも適切である。例えば、動作の間および動作中でないときに吸収装置がさらされる、化学的侵食に対する耐性、石油および灯油に対する耐性、そして種々の温度条件に対する耐性を提供することが必要とされ得る。ターボジェットのＡＧＢギヤボックスのサスペンションに対する適用に関して、フッ化シリコーンをベースとするエラストマーが適しているであろう。

図３に、ヘッドがヨークに取り付けられる前の、結合構成部品のヘッドに配置された吸収装置が示されている。吸収装置は、示された取り付けの方向に従って、ヘッドに対して靴下のようにしてスライドされる。要素１０１および１０３は、各々ヘッド１０の面１１または１２に当接される。アーム１１０から１１５は、ヘッドの２つの要素を適正位置に維持する。ヘッド１０の両側に突出するボールジョイントの部分を覆わないように、開口部１０１’および１０３’は、充分に広いことが観察される。さらに、要素１０１および１０３の厚みは、ボールジョイント１４が、要素１０１および１０３の平面に比べて突出しないために充分である。

図４において、結合ロッドヘッドは、図１におけるようにヨークに取り付けられているが、今回は吸収装置が設けられている。図３と比較すると、２つの要素は、一方では面１１とラグ２１との間で、他方ではヘッド１０の面１２とラグ２３との間で、若干圧縮されている。各要素の厚みは、これら２つの遊びに応じて選定される。

例えば、ヨークに取り付けられた結合ロッドについては、一方では１．７ｍｍの遊びを有し、そして他方ではディスクの厚みよりも厚く、２つの要素を２ｍｍの同一厚みに選定する。

耐久試験が、ＡＧＢギヤボックス後部サスペンション結合ロッドに対して行われる。サスペンションの機械的かつ動的な作用の変化、したがって振動耐久能力に変化は見られない。吸収装置の挿入は、サスペンションの構造強度を与える部分の技術規定を変更することはない。したがって、エンジン振動の示度は変わらないままである。

他方では、サスペンション結合ロッドの振動状況は、確実にかつ有意に進展し、それは、結果として旋回アセンブリの寿命の増大となる。

吸収装置なしの結合ロッドＡと、吸収装置付きの結合ロッドＢとの間の部分比較振動耐久試験が、吸収の有効性を立証するために行われた。

検査条件は、次の通りである。

結合ロッドの締め付けは、エンジンのヨーク、ピン、ナットにおける締め付けを表す。

２つの耐久試験が行われた。

− ２５ｇの加速度による２０００Ｈｚの振動数での５×１０^７サイクルの間の１つの耐久試験が、ボールジョイントの軸方向に適用され、
− レベル２５ｇの加速度における１Ｆモード（１２００Ｈｚ）の結合ロッド固有振動数での７．２×１０^７サイクルの間の１つの耐久試験が、ボールジョイントの軸方向に適用された。

検査の結果は、次の通りである。Ａについては、微細運動の影響のもとで、自己潤滑布の劣化による回転トルクの損失となるボールジョイントの摩損の開始、およびボールジョイントとそのケージとの間に生ずる遊びの開始が見出された。Ｂについては、耐久試験の間中ボールジョイントの機械的作用における、いかなる変化も存在しないことが見出された。これらの結果は、振動耐久性に対するサスペンション結合ロッドの耐性が、劣化しないばかりか、有意的に改善されていることを示している。

従来技術に従ったヨークへの結合構成部品の取り付けを示す図である。 本発明に従った吸収装置の斜視図である。 結合ロッドヘッドに取り付けられた吸収装置を示す図である。 本発明の吸収装置の取り付けの軸方向断面図である。

符号の説明

１０ 結合ロッドヘッド
１１、１２ 面
１３ ケージハウジング
１４ ボールジョイント
２０ 雌ヨーク
２１、２３ ラグ
３０ ネジ
３３ ナット
３５ ネジ肩部
１００ 吸収装置
１０１、１０３ エレメント
１０１’、１０３’ 中央円形開口部
１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５ アーム

Claims (8)

1. 結合ロッドなどの結合構成部品のためのエラストマー材料の吸収装置であって、前記構成部品が、２つの面（１１、１２）を持つヘッド（１０）を有し、２つの面（１１、１２）が、互いに平行であり、かつケージ（１３）を有するボールジョイント（１４）のためのハウジングを形成する内腔により横断され、吸収装置が、ディスク形態の２つの要素（１０１、１０３）を含み、該２つの要素が、互いに平行であり、ヘッドに対して突出しているボールジョイントの部分を覆わないように、充分に広い中央開口を各々有し、かつ２つの要素の周囲において連結手段（１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）によって結合されることを特徴とする、吸収装置。
2. ディスク形態の要素（１０１、１０３）が、ヘッドの一面と比べて突出するボールジョイント（１４）の部分に少なくとも等しい厚みを有する、請求項１に記載の吸収装置。
3. ２つの要素（１０１、１０３）の厚みが同一である、請求項１または２に記載の吸収装置。
4. 前記２つの要素（１０１、１０３）の厚みが異なる、請求項１または２に記載の吸収装置。
5. 前記連結手段が、複数のアーム（１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５）によって形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の吸収装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の吸収装置を、雌ヨーク（２０）のラグ（２１、２３）の間にピン（３０）によって支持される結合ロッドなどの結合構成部品に取り付けるための方法であって、結合構成部品のヘッド（１０）が自由であるため、各ディスク形態の２つの要素（１０１、１０３）が、前記ヘッド（１０）の一面に当たるまで、吸収装置（１００）が、ヘッドの周りでスライドされ、吸収装置（１００）を有するヘッドが、ヨークのラグ（２１、２３）の間に挿入され、結合構成部品が、前記ピンを用いてヨーク（２０）内にロックされる、方法。
7. ヘッド（１０）の各面（１１、１２）と隣接するラグとの間の遊びが異なるため、および吸収装置（１００）が、他方の要素よりも厚い一方の要素（１０１、１０３）を有するため、最大の遊びを有するヘッドの面とラグとの間に、より厚い要素が配置される、請求項６に記載の方法。
8. 結合構成部品の各面と該各面に面するラグとの間に、請求項１から５のいずれか一項に記載の吸収装置（１０）を有し、２つのラグ（２１、２３）によってヨーク（２０）に取り付けられる、結合構成部品（１０）のための吸収システム。

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