JP2006194437A - 二つの部品間の調節可能な長さの接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リンクの端部の少なくとも一方において調整可能な偏心部分を有するヒンジを使用する装置を提供する。
【解決手段】二つの可動部品間の一定長さの剛性接続は、リンク１４を含む装置によって調整可能にされ、リンク１４は、これら二つの部品間に設置され、かつヒンジピン２０を介して一方の部品１１にクレビスによってヒンジ式に取り付けられ、ヒンジピン２０は、二つの波形座金２６、２８によって調整可能である角位置の偏心部分２４を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二つの部品間の接続装置に関し、典型的には制御部材と被制御部品との間の接続装置に関する。より詳細には、本発明は、前記二つの部品間に設置されるリンクを構成するヒンジ式剛性接続部の長さを精密に調整するための手段に関する。

非常に多くの機械システムにおいて、特に部品の製造および組立てに伴う公差のせいで、（二つの部品間のヒンジ式剛性接続を提供する）リンクなどの長さを調整する問題が発生する。

通常このような調整は、リンクに一種のターンバックルを統合することによって実施される。こうして、リンクは複雑になり、ある一定の数の構成部品で構成される。本発明は、次のような幾つかの利点を呈する解決法を提案する。
・ リンクは、いかなるターンバックルも持たない単一片を含む。
・ 調整は極めて正確にできる。
・ リンクは丈夫であって、伝達される力に比較的無感応である。

本発明が基礎を置く考え方は、リンクの端部の少なくとも一方において、調整可能な偏心部分を有するヒンジを使用することにある。

より正確には、本発明は、二つの部品間に延びるヒンジ式リンクを含むタイプの、二つの部品間の接続を行うための装置を提供し、前記リンクの少なくとも一つの端部は、対応する部品にクレビスでヒンジ式に取り付けられたリンクヘッドを含むことと、前記クレビスと前記リンクとの間に取り付けられたヒンジピンは、調整可能な角位置の偏心部分を備え、この偏心部分は、前記クレビスと前記ヒンジピンとにそれぞれ固定された２個の径方向に波形の座金間の協働によって安定化されることとを特徴とする。

前記偏心部分は、ピン自体の一部を形成することができ、あるいはピンによって支持される偏心ブッシュによって少なくとも部分的に構成され得る。

有利には、このピンは、前述のリンクヘッドがその上で旋回するボールを支持する。

第１の可能な実施形態では、第１の波形座金は、ピンの軸方向に平行に延びる横方向ラグを含み、一方クレビスは、横方向ラグを受け入れるために適した少なくとも一つの位置決めスロットを外側に含む。

有利には、前記クレビスは、可能な調整位置の数を増やすように、所定の角度だけ角度的にずれている、複数の位置決めスロットを有する。例えば、前記スロットは、前記波形座金に画定された波形の整数個に、１個の座金波形の角度範囲の分数を加えた分だけ、互いにずれることが可能である。もしこのクレビスがｎ個のスロットを持つならば、この分数は有利には、１／ｎに等しい。

ある幾つかの実施形態では、前記偏心部分は、クレビスの二つのプレート間に配置され、ボールを支持する。そうでなければ他の実施形態では、前記偏心部分は、前記クレビスのプレートに形成されたボアにそれぞれ受け入れられる二つのセグメントを含む。これら二つのセグメントは、クレビスに対して同じ偏心率を呈するように、任意の適切で単純な手段によって、互いに円周方向に位置合わせされた状態で保持され得る。

本発明は、特に、あらゆる種類の機械式伝動装置に適用可能である。特にターボマシンの分野では、より詳細には航空機エンジン圧縮機の分野では、圧縮機のケーシングを取り囲むアクチュエータリングによって、前記圧縮機の少なくとも一つの段におけるステータ羽根のピッチを制御することが普通であり、アクチュエータリングは、圧縮機から突き出た複数の羽根ピボットに機械的に連結される。このリング自体は、ベルクランク機構を介して動作する駆動手段、例えばアクチュエータによって駆動される。

本発明は、有利には、駆動手段（より正確にはベルクランク）とアクチュエータリングとの間に伝動を与えるためのリンクに、適用可能である。

純粋に例示として与えられ、添付図面を参照しながら行われる、本発明の原理を実現する機械的接続部の幾つかの実施形態の下記の説明を考慮すれば、本発明はよりよく理解でき、本発明の他の利点はより明らかになる。

前述のように図１は、複数のステータ羽根のピッチを制御するためのターボマシンケーシング（図示せず）の外側に配置された、アクチュエータリング１１を示す。このリングは、それぞれのリンク（図示せず）を介してケーシングから突き出た各羽根ピボットに接続される。全体としてのリングの動きは、「ベルクランク」と呼ばれるピボット部１２を駆動するアクチュエータによって制御される。このピボット部は、本発明による接続装置を介してアクチュエータリングに機械的に接続される。この接続装置は、一体片リンク１４を含む。一方のリンクヘッド１５は、ベルクランクにヒンジ式に取り付けられる。他方のリンクヘッド１６は、クレビスを介してリング１１にヒンジ式に取り付けられる。本発明の本質的な要素を含むこのヒンジの細部は、図２に見ることができる。前記クレビスは、アクチュエータリング１１の外側に画定された二つの平行なサイドプレート１９ａ、１９ｂを含む。ヒンジピン２０は、クレビス１８とリンク１４との間に取り付けられる。より正確には、図示のように、前記ピンは、リンクヘッドがその上で旋回するボール２２を支持する。このピンは、調整可能な角位置の偏心部分２４を備え、偏心部分２４は、前記クレビス１８と前記ピン２０とにそれぞれ固定された、二つの径方向に波形座金２６、２８間の協働によって安定化される。図２の実施形態では、偏心部分２４は、ピン自体に形成されており、ボール２２を支持するのは、クレビスの二つのプレート１９ａ、１９ｂ間に位置するこの偏心部分である。中央の偏心部分の両側で、ピンの他の二つのセグメント３１、３２は、それら自体、共通軸上にある。これらの二つのセグメント３１、３２は、ねじ付きセグメント３３、３４を介してクレビスから外へ延びる。ねじ付きセグメント３４は、ナット３６を受け入れる。他方のねじ付きセグメント３３は、同様に、二つのナット間に波形座金２６、２８を介在させる、もう一つのナット３８を受け入れる。クレビスのプレート１９ｂは、これらの部品がクレビスに取り付けられるのを可能にするように、ピンを通すための孔４０を含み、孔４０は、ピン自体より直径が大きい。円筒形補正リング４１は、プレート１９ｂと円筒形補正リング４１を貫通するセグメント３２との間に取り付けられる。さらに補正リング４１は、ナットとボールとの両者に押し付けられるように取り付けられる。図２に見られるように、補正リングの長さは、クランプ力が、クレビスの反対側のプレート１９ａだけに吸収されるような長さである。それにもかかわらず、ボール２２がクレビスの二つのプレート間で正しく中心に位置することを保証するために、前記反対側のプレートとボール２２との間に位置決め座金４３が配置される。この構成は、これら二つのプレートを互いに近づけようとする応力を回避している。

各波形座金は、径方向に延びて他方の波形座金の歯の間に係合する、Ｖ字形プロファイルの複数の歯を有する。

図２に示す構成に関しては、ピンの軸方向に平行に延びる横方向ラグ４５を有する第１の波形座金２６が見られ得る。さらにクレビスのプレート１９ａは、横方向ラグ４５を受け入れるために適した少なくとも一つの位置決めスロット４７を外側に含む。この例では、クレビスのプレートは、可能な調整位置の数を増やすように、前述のように決められた角度だけ角度的にずれた、３個の位置決めスロット４７を含む。より正確には、座金２６、２８の波形によって画定される角ピッチに対して、３個の位置決めスロットは、任意の整数の角ピッチステップに、前記角ピッチの３分の１を加えただけ、角度的にずらすことができる。これは、波形座金の形状によって画定される角ピッチによって可能であるよりも、さらに精密に位置を調整する能力を与え、特に調整は、前記角ピッチの３分の１以内にまで可能となる。

さらに、第２の波形座金２８は、内側に延びる径方向ラグ４９を有し、ピン２０は、プレート１９ａの外側に突き出たピンの部分に、その軸に平行な溝５０を有する。径方向ラグ４９は、この溝に係合する。こうして波形座金２６は、クレビスに固定され一方波形座金２８は、ピンに固定される。波形座金の積み重ねを部分的にカバーする中空座金５２が、波形座金２８とナット３８との間に配置される。

図３の実施形態では、図２に示す構造要素と類似の構造要素は、同じ参照符号を与えられており、これらは再び説明されない。この実施形態は、ピン２０の一方の端部が、前記第２の波形座金２８が押し付けられるヘッド５５（ねじ付きセグメントの代わりに）を含むことが注目される。この第２の座金は、ピンの軸方向に平行に延びる横方向ラグ５７を有し、ヘッド５５は、前記横方向ラグを受け入れるために適した少なくとも一つの位置決めスロット５９を含む。

調整位置の数を増やすために、前述の実施形態のように、複数の可能な位置に波形座金を保持するように、プレート１９ａに複数のスロットを設けることが可能であるが、図示のように、前述と同じ仕方で計算されるずれ角によって決められた角度だけ角度的にずれている複数の位置決めスロット５９を、ヘッド自体に設けることも可能である。説明されている実施形態では、４個の位置決めスロットが、ヘッド自体に設けられている。

図４の実施形態では、波形座金の構成は、図２に示す構成と類似している。しかしながら、クレビス１８の他方のプレート１９ｂのそばに、ピンは、より大きな直径の円筒形ヘッド６０を有し（こうして組立てを可能にする）、またこのヘッドは、プレート１９ｂの対応するボア６１に嵌合する。このヘッドは、中心合わせ座金６２を介してボールを押し付ける。こうしてクランプ力は、波形座金のそばの他方のプレート１９ａによってだけ吸収される。

下記に説明される実施形態では、偏心部分は、もはやクレビス１８の中心にはなくて、クレビスのプレート１９ａ、１９ｂに係合する二つのセグメント３１、３２と結合されている。言い換えれば、偏心部分は、クレビスのプレートに形成されたボアに受け入れられた二つのセグメントを含む。図５Ａの実施形態では、一方のセグメントは、ピン２０に取り付けられた偏心ブッシュ７０によって実現されるが、他方のセグメントは、ピンの外側ヘッド５５に隣接するピン自体の偏心部分７２によって構成される。波形座金２６および２８は、図３の実施形態のように、前記ヘッドとプレート１９ａとの間に配置される。二つのセグメントは、クレビスに対して同じ偏心率を呈するように、互いに円周方向に位置合わせされた状態で配置される。これは、ナット３６と偏心ブッシュ７０の端部との間に配置された同期座金７４によって達成される。図５Ｂにさらに詳細に示されるこの座金は、径方向タブ７６を有し、径方向タブ７６は、内側に延びて、ピンのねじ付きセグメントに形成された長手方向の溝７５に係合する。座金は、また、ブッシュ７０のスロット７８に係合する長手方向に延びるタブ７７を有する。前述のように、ブッシュは、プレート１９ａの両側でクランプ力を吸収するために十分な長さになっている。

図６Ａの実施形態では、ピンの一方の端部にヘッド５５を有する円筒形ピン２０ａに取り付けられた、二つの相対する偏心ブッシュ７０、７９が設けられている。ナット３６と並んで、アセンブリは、同じタイプの同期座金７４を使用する図５Ａに示されたアセンブリと同じである。ヘッド５５と並んで、もう一つの同期座金８０が、ヘッド５５と偏心ブッシュ７９との間に配置されている。この同期座金は、図６Ｂにさらに詳細に示された形状をしている。この同期座金８０は、二つの軸方向に延びるタブ８１、８２を含む。一方のタブは、ブッシュ８０のスロットに係合するが、反対方向に延びる他方のタブは、円筒形ピンのヘッド５５のスロット８３に係合する。

圧縮機内の可変ピッチステータ羽根の位置決めを制御するためのシステムのアクチュエータリングに設けられた一体片リンクとクレビスとの間に設置された、本発明による調整システムを備えた接続装置の一般的構成を示す、詳細斜視図である。 図１の細部を示す、より大きな拡大率の部分断面分解斜視図である。 変形形態を示す、図２に類似の詳細図である。 もう一つの変形形態を示す、図２に類似の図である。 もう一つの変形形態を示す、ピン軸を含む平面の断面図である。 図５Ａの機構の一部を示す詳細図である。 もう一つの変形形態を示す、ピン軸を含む平面の断面図である。 図６Ａの機構の一部を示す詳細図である。

符号の説明

１１ アクチュエータリング
１２ ピボット部
１４ 一体片リンク
１５、１６ リンクヘッド
１８ クレビス
１９ａ、１９ｂ プレート
２０ ヒンジピン
２２ ボール
２４、７２ 偏心部分
２６、２８ 波形座金
３１、３２ ピンのセグメント
３３、３４ ねじ付きセグメント
３６、３８ ナット
４０ 孔
４１ 補正リング
４３ 位置決め座金
４５、５７ 横方向ラグ
４７、５９ 位置決めスロット
４９ 径方向ラグ
５０ 溝
５２ 中空座金
５５ ヘッド
６０ 円筒形ヘッド
６１ ボア
６２ 中心合わせ座金
７０、７９、８０ 偏心ブッシュ
７４ 同期座金
７５ 長手方向溝
７６ 径方向タブ
７７ 長手方向タブ
８１、８２ 軸方向タブ
８３ スロット

Claims (14)

1. 二つの部品間に延びるヒンジ式リンク（１４）を含むタイプの、二つの部品間の接続を行うための装置であって、前記リンクの少なくとも一つの端部が、対応する部品（１１）にクレビスでヒンジ式に取り付けられたリンクヘッド（１６）を含むことと、前記クレビスと前記リンクとの間に取り付けられたヒンジピン（２０）が、調整可能な角位置の偏心部分（２４）を備え、偏心部分（２４）が、前記クレビスと前記ピンとにそれぞれ固定された２個の径方向に波形座金（２６、２８）の間の協働によって安定化されることとを特徴とする、装置。
2. 前記ピンが、ボール（２２）を支持し、該ボール（２２）上で、前記リンクヘッドが旋回することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 第１の波形座金（２６）が、前記ピンの軸方向に平行に延びる横方向ラグ（４５）を含むことと、前記クレビスが、前記横方向ラグを受け入れるために適した少なくとも一つの位置決めスロット（４７）を外側に含むこととを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記クレビスが、可能な調整位置の数を増やすように、所定の角度だけ角度的にずれている、複数の位置決めスロット（４７）を含むことを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 第２の波形座金（２８）が、径方向ラグ（４９）を含むことと、前記ピンが、ピンの軸に平行な溝（５０）を含み、該溝（５０）に、前記径方向ラグが係合することとを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記ピンの一方の端部は、第２の波形座金（２８）が押し付けられるヘッド（５５）を含むことと、前記第２の波形座金が、前記ピンの軸方向に平行に延びる横方向ラグ（５７）を含むことと、前記ヘッドが、前記横方向ラグ（５７）を受け入れるために適した少なくとも一つの位置決めスロット（５９）を含むこととを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記ヘッドが、可能な調整位置の数を増やすために、決められた角度だけ角度的にずれている複数の位置決めスロット（５９）を有することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記偏心部分（２４）が、ピン自体に配置されることと、前記偏心部分（２４）が、前記ボール（２２）を支持することとを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記クレビスの一方のプレートが、前記ピンを通すための孔（４０）を含み、該孔（４０）が、前記ピンより直径が大きいことと、円筒形の補正リング（４１）が、前記プレート（１９ｂ）と前記ピン（２０）との間に取り付けられることと、前記補正リング（４１）が、前記ボール（２２）と前記ピンのねじ付き端部にねじ込まれたナット（３６）との間に取り付けられ、前記補正リングの長さは、クランプ力が前記クレビスの他方のプレートにだけ吸収されるような長さであることとを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 前記ピンが、大きな直径の円筒形ヘッド（６０）を有し、該円筒形ヘッド（６０）が、一方のプレートの対応するボア（６１）に嵌合し、かつクランプ力が他方のプレートによってだけ吸収されるような仕方で、前記ボールを押し付けることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
11. 前記偏心部分が、前記クレビスのプレート（１９ａ、１９ｂ）に形成されたボアにそれぞれ受け入れられる、二つのセグメントを含むことを特徴とする、請求項２から７のいずれか一項に記載の装置。
12. 二つのセグメントが、同じ偏心率を呈するように、互いに対して円周方向に適所に保持されることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 一方の前記セグメントが、ピンに取り付けられた偏心ブッシュ（７０）によって構成され、他方の前記セグメントが、ピン自体の偏心部分（７２）によって構成されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の装置。
14. 各セグメントが、前記ピンに取り付けられた偏心ブッシュ（７０、８０）によって構成されることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の装置。

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