JP2008537582A - 中空構造のロッドならびにその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、中空の構造ロッド（１）に関するものであって、第１端部部材（８ａ）と、第２端部部材（８ｂ）と、これら２つの端部部材の間に位置する主要な中空部分（１０）と、を備えている。本発明においては、ロッドは、互いに堅固に連結された第１および第２ロッド部材（２ａ，２ｂ）を備えている。第１ロッド部材（２ａ）は、第１端部部材に対して一体的なものとされた第１中空ボディ（６ａ）を備え、第２ロッド部材（２ｂ）は、第２端部部材に対して一体的なものとされた第２中空ボディ（６ｂ）を備えている。第１および第２ロッド部材は、ロッドの中央においてジョイント（４）によって、好ましくはフローターニングによって形成されたジョイントによって、連結されている。

Description

本発明は、一般に、中空構造の連結ロッドに関するものであり、連結ロッドは、第１端部取付部材と、第２端部取付部材と、これら２つの端部取付部材の間に位置した中空の主要部分と、を備えている。

さらに、本発明は、また、そのような連結ロッドを製造するための方法に関するものである。

中空構造の連結ロッドとは、例えば、構造の内部において牽引力および／または圧縮力を伝達し得るとともに、規定されたダイナミックな（あるいは、動的な）動作特性を備えているような、すべての連結ロッドを意味するものとして、理解される。

よって、本発明の１つの格別のなおかつ非限定的な応用は、エンジン取付構造とその関連エンジンとの間に配置されるアセンブリシステムの一部を構成することを意図した連結ロッドに関するものである。このような連結ロッドは、主に、エンジンによって生成されたスラスト力の受け取りを確保するという目的を有している。

しかしながら、当然のように、本発明の他の応用を想定することができる。例えば、使用されている連結ロッドが特定の剛性に対応しなければならないような任意の複合構造の中におけるを、想定することができる。

従来技術においては、例えば航空機エンジンアセンブリシステムの中の複合構造といったような過酷な熱環境の中の複合構造の中において使用することを意図した中空構造の連結ロッドとして、様々な実施形態のものが知られている。これら連結ロッドは、概して、最終状態において、中空の主要部分によって隔離された２つの端部取付部材を備えている。

従来技術において知られている第１タイプの実施形態においては、スチール製のまたは金属合金製の連結ロッドは、連結ロッドシャンクを備えている。このシャンクには、２つの端部取付部材のうちの一方が付設されており、シャンクは、中空の主要部分のほぼ全体を形成している。加えて、この連結ロッドは、第２端部取付部材を構成する他の部材を備えている。第２端部取付部材は、連結ロッドシャンク上へと組み付けられる、好ましくは、螺着ステムを介して、あるいは、他のネジ山付きジョイントを介して、連結ロッドシャンク上へと組み付けられる。

２つの部材の組み付けによって連結ロッドが構成されているという従来技術におけるこの特定の構成においては、通常は、連結ロッドシャンクを構成している部材が、連結ロッドの全長の８０％を占める。

従来技術において知られている第２タイプの実施形態においては、スチール製または金属合金製の連結ロッドは、全体的にチューブ状とされた連結ロッドシャンクを備えている。この連結ロッドシャンクは、中空の主要部分のほぼ全体を構成する。さらに、連結ロッドシャンクには、第１端部取付部材をなす部材と、第２端部取付部材をなす部材と、が付設される。端部取付部材の各々は、連結ロッドシャンクのそれぞれ対応する端部に対して、好ましくは、ネジ山システムや、ネジ山付きジョイントや、あるいは、レーザー溶接や電子ビーム溶接やＴＩＧ／ＭＩＧ等によって形成された周縁溶接シーム、によって、取り付けられる。

従来技術において知られているこれらの２つのタイプの実施形態における１つの主要な欠点は、連結ロッドの端部のところに１つまたは２つのジョイントを設ける必要があることであり、各ジョイントが、非一様な応力場の中に配置されることである。よって、ジョイントは、最大の応力レベルに応じた寸法のものとされなければならない。このため、ジョイントのサイズが、過度に大きなものとなり、したがって、性能的な損失を避けることができない。

さらに、この種の過度に大きなサイズのジョイントの場合には、不可避的に、局所的な応力過剰状況が発生してしまう。このことは、また、連結ロッドの全体的な性能を損なう。

他の重要な欠点は、過酷な熱的環境下において使用することを意図され応力に耐え得るように剛直さを有した寸法とされたような、従来技術における金属製の連結ロッドに関しても確認された。

この欠点は、使用されている製造技術に由来する。すべての場合において、通常は円形横断面形状のものとされた円筒形状の連結ロッドが得られる。必然的に、すべての設計基準と、これら連結ロッドに印加される機械的応力と、の間において、性能的に妥協することとなる。実際に、得られた円筒形状は、引っ張り応力に関して最適化し得るものであるけれども、他方においては、座屈や圧縮応力に関しては、最適化するのが困難である。

最後に、連結ロッドの中空の円筒形形状は、また、与えられた連結ロッド長さに関しては固有振動数が単にその外径と厚さとだけによって決まってしまうことのために特に固有振動数の選択という点において、連結ロッドの動的応答を最適化するのが困難であることが判明している。なお、本出願人の知る限りにおいて、本出願に関する関連文献は、存在していない。

したがって、本発明の目的は、従来技術の各種態様における上記様々な欠点を少なくとも部分的に克服し得るような、中空構造の連結ロッドならびにその製造方法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、航空機エンジン取付構造とエンジンとの間に介装されることを意図したアセンブリシステムであるとともに、上記目的に適合しているようなスラスト力伝達用の連結ロッドを備えたアセンブリシステムを提供することである。

上記目的を達成し得るよう、本発明の目的は、とりわけ、中空構造の連結ロッドに関するものであって、第１端部部材と、第２端部部材と、これら２つの端部部材の間に位置する主要な中空部分と、を備えている。本発明においては、ロッドは、互いに堅固に連結された第１および第２ロッド部材を備えている。第１ロッド部材は、第１端部部材に対して一体的なものとされた第１中空ボディを備え、第２ロッド部材は、第２端部部材に対して一体的なものとされた第２中空ボディを備えている。第１および第２ロッド部材は、ロッドの中央においてジョイントによって、連結されている。

本発明においては、構造連結ロッドにおいては、従来技術の場合に発生するような性能損失を大幅に低減することができる。これは、特に、連結ロッドの中央のところにおける、すなわち、連結ロッドの中央部分のところにおける、２つの連結ロッド部材のジョイントの存在によって説明される。実際、中心部分のところにこのジョイントを特定的に位置決めすることにより、ジョイントを一定の領域内に配置することができる。したがって、最適応力の領域に配置することができる。これにより、従来技術の連結ロッドの場合に形成される中心を外れたジョイントとは異なり、寸法の過大化をこの単一のジョイントによって回避することができる。

さらにまた、他の利点は、各々の端部取付部材が、それぞれ関連する連結ロッドシャンクに対して一体部材として形成されることである。これにより、各連結ロッド部材に関し、端部取付部材と連結ロッドシャンクとの間の移行領域のところにおいて、非常に満足のいく構造的連続性を得ることができる。これについては、半分の連結ロッドの各々に関連した２つの連結ロッド部材を備えているという事実が、移行領域の内部を、機械加工によって容易に最適化し得ることを意味している。それは、連結ロッド部材の長さが短いことのために、器具のアクセス性が良好であるからである。特に、連結ロッドシャンクの長さが短いものとされている。詳細に後述するように、この利点は、中空シャンクがフローターンニング技法によって製造される際に、ことさらに顕著である。

よって、本発明により、好ましくは、金属製連結ロッドが、性能を改良し得るとともに、スレンダー比率を改良することができる。さらに、応力と剛性とのバランスを改良することができる。さらに、ダイナミック特性を制限することができる。さらに、意図した熱的環境に適合した環境下で機能することができる。

これらに基づき、上述したように、実際に、好ましくは、本発明による連結ロッドの第１および第２中空シャンクの各々は、フローターンニングによって形成することができる。

材料損失がほとんど皆無であるようなスポット押出を使用した冷間成形技術により、このような技法で形成した連結ロッドに対して、かなりの利点をもたらすことができる。特に、性能面で大幅な増強を行うことができる。

とりわけ、金属の冷間組成変形技法により、低コストでもって、複雑な形状の連結ロッドシャンクを得ることができる。これにより、例えば張力や圧縮力や座屈や動的な刺激等といったような様々な機械的応力基準に関して、容易にかつ完全に最適化することができる。

さらにまた、この特定の技術により、歪み硬化によって、特に硬さと強さに関して、材料の機械的特性を明確に増強させることができる。機械的増強の程度は、およそ１５〜２０％に達することができる。

中空シャンクの製造に関するこの好ましい技術は、従来技術による旋盤−機械加工方法を可能であれば代替し得るものではあるけれども、得ることができる改良の全体に関して、特にロッドの形状に関してまた材料の強度に関してまた重量に関してまた品質に関してまたコストに関して、フローターンニング技法を維持し得ることに、注意されたい。

最後に、フローターンニングによる中空シャンクの製造は、また、これら中空のシャンクの最終長さよりも短い長さを有した予備的成形体を使用して、行うことができる。よって、この技術は、実際に、将来的な移行領域の内部形状を最適化する目的で、予備的成形体の内部に挿入することを意図した機械加工手段に対しての容易なアクセス性をもたらす。これにより、各連結ロッド部材の２つの構成部分の間において最終的にはジョイントを形成する移行領域のところにおいて、非常に満足のいく構造的連続性を得ることができる。

２つの連結ロッド部材の中空シャンクの間のジョイントは、好ましくは、形成された溶接シームである。例えば、摩擦溶接によって形成された溶接シームである。この点に関して、互いに連結されることとなる２つの連結ロッド部材の各々をなす半体は、特に、現時点ではインコンシステントな性能レベルを有しているものとして認識されているような摩擦溶接による周縁溶接シームを構成する。

なおも好ましい態様においては、互いに協働して連結ロッドの中空主要部分を形成するような第１および第２中空シャンクの各々は、追加的肉厚材料部分を有したジョイント端部を備えている。よって、２つの中空シャンクの各々に対して与えられたこの構造強化により、連結ロッドを組み込んだ構造の互換性に関して、通過応力を低減することができる。

第１および第２中空シャンクの各々は、好ましくは、円筒形内表面と、円筒形外表面と、を備えている。

他の可能性においては、第１および第２中空シャンクの各々は、円筒形の内表面と、例えば実質的に円錐形といったような非円筒形の外表面と、を備えている。これは、フローターンニング技法によって、容易に製造される。

当然のことながら、本発明の範囲を逸脱することなく、中空シャンクの外表面として、他の任意の複雑な形状とすることことができる。これにより、特に、例えば張力や圧縮力や座屈や動的な刺激等といったような様々な機械的応力基準に関して、外表面を、完全に最適化することができる。

第１および第２連結ロッド部材の各々は、好ましくは、中空シャンクと、それぞれ関連する端部取付部材と、の間において、移行領域を備えている。移行領域は、円錐形という外形形状を有している。この格別の形状により、移行領域における局所的な過度の応力発生を最小化することができる。

他方においては、これに加えてまたはこれとは別に、移行領域は、内部に中空空間を形成する中空シャンクの内側面内に、凹所を備えることができる。その場合、凹所は、非動作部分に形成される。

他方においては、本発明の目的は、そのような中空構造の連結ロッドを製造する方法であって、この方法においては、
−第１連結ロッド部材のための予備的成形体と、第２連結ロッド部材のための予備的成形体と、を製造し；
−２つの予備的成形体のそれぞれから、第１および第２中空シャンクを、フローターンニングによって製造し；
−第１および第２中空シャンクを互いに組み立てる。

第１および第２中空シャンクの組立は、溶接によって、例えば摩擦溶接によって、行われる。

２つの予備的成形体を製造するというステップは、好ましくは、予備的成形体の各々がジョイント端部のところにおいて追加的肉厚材料部分を有しているようにして行われる。

その場合、追加的肉厚材料部分は、フローターンニング技法による第１および第２中空シャンクの製造ステップによっては、影響を受けないものとすることができる。これにより、追加的肉厚材料部分は、ジョイントのところにおける所望の機械的特性を維持することができる。

２つの予備的成形体を製造するというステップは、予備的成形体の各々が、第１および第２中空シャンクをフローターンニングによって製造するというステップの際に回転マンドレルを内部に挿入し得る円筒形内表面を有しているようにして、行われる。

さらにまた、２つの予備的成形体のそれぞれから第１および第２中空シャンクをフローターンニングによって製造するというステップは、予備的成形体の各々が、所望に応じて、円筒形外表面または非円筒形外表面を有しているようにして、行われる。後者の場合、例示するならば、非円筒形の形状として、実質的に、円錐形状を選択することができる。

第１および第２中空シャンクを互いに組み立てるというステップを行った後に、好ましくは、機械加工によって第１および第２端部取付部材を形成するというステップが行われる。この機械加工は、予備的成形体の各々の端部取付部材形成部分のところにおいて行われる。

これらに基づき、機械加工によって第１および第２端部取付部材を形成するというステップは、第１および第２連結ロッド部材の各々が、中空シャンクと、端部取付部材と、の間に、移行領域を備えているようにして行われ、移行領域は、円錐形外形形状を有したものとされる。

他方においては、第１および第２中空シャンクを互いに組み立てるというステップを行う前に、および好ましくは、第１および第２中空シャンクをフローターンニングによって製造するというステップを行う前に、２つの連結ロッド部材の各々に関し、予備的成形体の中空シャンク部の内側面のところに機械加工によって凹所を形成するというステップが行われ、内側面は、中空シャンク部の中空空間を形成するものとされる。

最後に、２つの予備的成形体を製造するというステップは、それぞれ、中実の円柱形状部材を使用して行われる。

さらにまた、本発明の目的は、航空機エンジン取付構造とエンジンとの間に介装されることを意図したアセンブリシステムであって、このアセンブリシステムは、複数のエンジンファスナーと、エンジンによって生成されたスラスト力を伝達するための連結ロッドと、を具備している。本発明においては、エンジンによって生成されたスラスト力を伝達するための連結ロッドの各々は、例えば上述したような中空構造連結ロッドとされる。

本発明の他の利点および特徴点は、非限定的な後述の詳細な説明により、明瞭となるであろう。

以下の説明においては、添付図面を参照する。

まず最初に、図１および図２には、への共同の言及で、本発明の好ましい実施形態による中空構造の連結ロッド１が示されている。この連結ロッド１は、限定するものではないけれども、好ましくは、航空機エンジン取付構造とエンジンとの間に介装されるアセンブリシステムの内部において使用することを意図したものである。

連結ロッド１は、全体的に、連結ロッド第１部材２ａと、連結ロッド第２部材２ｂと、を備えている。これら部材２ａ，２ｂは、好ましくは、互いに同一のものとされ、連結ロッドの２つの半体を形成している。これらの２つの連結ロッド部材２ａ，２ｂは、ジョイント４を介して一体的に連結されたものである。連結ロッド第１部材２ａは、第１中空シャンク６ａを有しており、連結ロッド第２部材２ｂは、第２中空シャンク６ｂを有している。シャンク６ａは、第１端部取付部材８ａと一緒に、一体部材として形成されており、シャンク６ｂは、第２端部取付部材８ｂと一緒に、一体部材として形成されている。

２つの連結ロッド部材２ａ，２ｂは、互いに協働して、連結ロッド１の中空主要部分１０を形成しているとともに、好ましくはフローターンニング（flow-turning）技法によって形成されている。連結ロッド部材２ａ，２ｂの各々は、連結ロッド１の全体長さＬの半分に相当する長さＬ’を有している。このことは、ジョイント４が、連結ロッド１の長手方向中央位置に位置していることを意味している。

本発明のこの好ましい実施形態においては、中空シャンク６ａは、好ましくは円形という横断面形状を有した円筒形内表面１２ａと、好ましくは円形という横断面形状を有した円筒形外表面１４ａと、を有している。これら表面１２ａ，１４ａの各々は、連結ロッド１の共通の長手方向軸線１６に沿って配置されている。

図２に最も明瞭に示されているように、中空シャンク６ａは、ジョイント４と接触したジョイント端部１８ａを有している。ジョイント端部１８ａは、材料に対して付加的厚さ２０ａを追加している。この付加的厚さ２０ａにより、連結ロッド１に対して、局所的な構造的補強を導入することができる。

第１端部取付部材８ａは、従来技術において当業者に公知であるような任意の従来的形状を有することができる。例えば、図示しているような２つの穿孔ヘッドを有してなる端部取付部材の形状を有することができる。端部取付部材は、好ましくは、機械加工によって形成される。

第１連結ロッド部材２ａには、第１端部取付部材８ａと第１中空シャンク６ａとの間に、移行領域２２ａが設けられている。この移行領域２２ａは、この移行領域２２ａのところにおける局所的な応力過剰状況を最適に低減するという主要目的のために、円錐形という外形形状を有したものとして形成されている。加えて、凹所２８ａが、この移行領域の内部に、すなわち、中空空間２６ａを規定しているシャンク６ａの内部の側面２４ａのところにおいて軸線１６に対して実質的に直交して、形成されている。この凹所も、また、円形という横断面形状を有した円筒形状のものとされている。凹所は、共通の長手方向軸線１６に沿って配置されている。

上述したのと同様にして、第２中空シャンク６ｂは、円筒形内表面１２ｂと、円筒形外表面１４ｂと、を有している。これら表面１２ｂ，１４ｂの各々は、円形という横断面形状を有しているとともに、連結ロッド１の長手方向軸線１６に沿って配置されている。

他方、第２中空シャンク６ｂは、ジョイント４と接触したジョイント端部１８ｂを有している。ジョイント端部１８ｂには、連結ロッド１に関して局所的な構造的補強を行う目的で、付加的な肉厚材料部分２０ｂが設けられている。

ここでも、また、第２連結ロッド部材２ｂには、第２端部取付部材８ｂと第２中空シャンク６ｂとの間に、移行領域２２ｂが設けられている。この領域２２ｂは、前述の目的のために、円錐形の外形形状を有するものとして、形成されている。さらに、凹所２８ｂが、この移行領域の内部に、すなわち、中空空間２６ｂを規定しているシャンク６ｂの内部の側面２４ｂのところにおいて軸線１６に対して実質的に直交して、形成されている。この凹所も、また、円形という横断面形状を有した円筒形状のものとされている。凹所は、共通の長手方向軸線１６に沿って配置されている。

ジョイント４は、２つの追加的肉厚材料部分２０ａ，２０ｂを付帯した２つのジョイント端部１８ａ，１８ｂを連結している周縁溶接シームという態様のものとされている。ジョイント４は、全体的にみて、連結ロッド１の中央平面に位置している、すなわち、連結ロッド１の対称横断平面に相当する中央平面に位置している。

図４には、本発明の他の好ましい実施形態をなす中空構造の連結ロッド１００が、図示されている。

この連結ロッド１００は、図１および図２に図示されていて上述した連結ロッドと、実質的に同様のものである。この点において、複数の図面にわたって、同一の部材または同様の部材には、同じ符号が付されている。

よって、連結ロッド１，１００の間の唯一の相違点が、第１および第２中空シャンク６ａ，６ｂの外表面１１４ａ，１１４ｂの形状だけであることがわかる。

実際、表面１１４ａ，１１４ｂは、上述した表面１４ａ，１４ｂのような円筒形状ではなく、複雑な形状を有している。これにより、例えば張力や圧縮力や座屈や動的な刺激等といったような様々な機械的応力基準に関して、完全に最適化することができる。例示として、図４に図示された形状は、実質的に円錐形状であって、この円錐形状の断面積は、溶接シーム４に向かうにつれて増大するものとされている。当然のことながら、この場合にも、ジョイント端部１８ａ，１８ｂのところには、追加的肉厚材料部分２０ａ，２０ｂを設けることができる。これにより、この場合にも、連結ロッド１に関しての局所的な構造的補強を行うことができる。

次に、本発明の好ましい実施形態に基づく連結ロッド製造方法について、図３ａ〜図３ｇを参照して説明する。この方法の目的は、図１および図２に図示された中空構造の連結ロッド１の製造である。

まず最初に、第１連結ロッド部材２ａの製造に関する様々なステップに関して、図３ａ〜図３ｅを参照して説明する。その後、第２連結ロッド部材２ｂに対しての一体的連結について説明する。ここで、図３ｅに示す第１連結ロッド部材２ａを製造する手法により、同様にして、第２連結ロッド部材２ｂを製造し得ることに注意されたい。この理由のために、第２連結ロッド部材２ｂを製造するための手法については、説明を省略する。加えて、本発明の範囲を逸脱することなく、その後に互いに連結することを意図した２つの連結ロッド部材２ａ，２ｂを、順次的にあるいは同時に、製造し得ることは、理解されたい。

連結ロッド部材２ａを製造するための開始段階は、図３ａに示すように、好ましくは長手方向軸線３１を有した円形横断面形状の、中実の円柱形状部材３０を選択することによって、実行される。部材３０の寸法は、所望の部材２ａの製造に適したものとされる。この中実部材３０は、好ましくは、スチールまたは金属合金から形成されている。本発明を理解する目的のために、図３ａにおいては、連結ロッド部材２ａの最終状態が、破線で示されている。これにより、製造の際に、初期的長さ（ｌ）を有した中実部材３０が延伸を受け、連結ロッド部材２ａの最終長さに対応した長さ（Ｌ’）となることを、観測することができる。

以降のステップにおいては、第１連結ロッド部材２ａのための予備的成形体３２を製造する。これは、例えば、中実部材３０の従来的な旋盤−機械加工によって行う。これにより、円筒形状の外表面３４と、一端側において、予備的成形体３２の端部取付部材形成部分３８のところに位置した縮径部分３６と、この同じ予備的成形体３２の中空シャンク４２の自由なジョイント端部のところに位置した拡径部分４０と、を形成する。

例示するならば、部分４０は、２つの連結ロッド部材２ａ，２ｂの組立までは、何らの修正をも受けることなく、維持することができる。すなわち、後述するフローターンニングステップによって影響を受けることなく、図３ｂで示される状態に維持することができる。

他方、予備的成形体３２の端部取付部材形成部分３８のところに形成された縮径部分３６は、この縮径部分３６と外表面３４との間にフラッシュブレーク（flush break）４４を形成し得るように、実質的に設けられている。フラッシュブレークは、フローターンニングステップの実施に際して使用される装置のギザギザ付き歯車によって、容易に係合することができる。

図３ｃに示すように、中空シャンク４２は、次に、他の機械加工操作を受ける。これにより、円形横断面形状４８と長手方向軸線３１とを有してなる円筒形内表面によって形成された中空空間４６が形成される。さらに、この中空空間４６は、中空シャンク４２において自由なジョイント端部がなす端面のところにおいては、開口している。それでもなお、この開口端面に対向しつつ、軸線３１に直交した内側面５０が形成されている。内側面５０は、予備的成形体３２の端部取付部材形成部分３８と中空シャンク４２との間のところに、位置している。

この内側面５０上には、凹所５２が形成される。凹所５２は、また、円形横断面形状を有した円筒形状のものとされ、この同じ長手方向軸線３１に沿って位置している。

フローターンニングステップの実行前であるこの時点においては、端部取付部材形成部分３８の機械加工が未だ実行されていないことが好ましいこと、また、中空シャンク４２が、当然のことながら、連結ロッド部材２ａの中空シャンク６ａの製造のために必要とされる材料の量に基づいた寸法とされていること、に注意されたい。さらにまた、円筒形表面４８は、製造対象をなす中空シャンク６ａの円筒形内表面１２ａに関する直径と同じ直径を有していることに注意されたい。

図３ｄに概略的に示されているように、その後、第１中空シャンク６ａが、フローターンニング技法によって、予備的成形体３２から製造される。

これを行うため、円筒形内表面４８の直径と実質的に同じ直径を有した回転フローターンニングマンドレル５４を、側面５０に対して接触するまで、空間４６内へと挿入する。これにより、空間を満たす。端部取付部材形成部分３８に対して外面側から接触したテールストック５６が、一方においては、マンドレル５４上に予備的成形体３２を保持するのに必要な圧力を印加し、他方においては、この予備的成形体３２を回転駆動するのに必要な圧力を印加する。

フラッシュブレーク４４をなす材料を中空シャンク４２のジョイント端部に向けて押し戻す目的でもって従来的に実行されたこのフローターンニングステップの完了時点においては、第１連結ロッド部材２ａが得られる。第１連結ロッド部材２ａは、長手方向軸線３１を有しているとともに、所望形状の、すなわちこの場合には円形横断面形状を有した円筒形状の、外表面１４ａを有した連結ロッドシャンク６ａを備えている。

図３ｅに示すように、２つの長さ（Ｌ’，ｌ）を図式的に比較することにより、フローターンニングステップによって、延伸が行われたことがわかるとともに、中空シャンク部４２の厚さの低減化が行われたことがわかる。これにより、中空シャンク６ａは、形成されたけれども、一方で、端部取付部材形成部分３８に関しては、このステップの際には、何らの変形をも受けていない。このステップは、例えば、２つのパスにおいて実行され得ることに注意されたい。これにより、可能であれば最大で８０％という薄肉化率（『（初期厚さ−最終厚さ）／初期厚さ』として定義される）を導入し得るとともに、歪み硬化によって１５〜２０％程度の機械的強度を増大させることができる。

フローターンニングステップの完了時点においては、予備的成形体３２の円筒形内表面４８は、変形されている。すなわち、同じ直径でより長い長さのものとされた円筒形内表面１２ａが形成されている。内表面１２ａは、中空空間２６ａを規定している。他方、予備的成形体３２の凹所５２の形は、変更を受けていない。凹所５２は、この時点で、中空シャンク６ａの凹所２８ａと対応している。同様に、そして上述したように、部分４０は、いかなる変形をも受けることなく維持されており、この時点で、追加的肉厚材料部分２０ａに対応している。

上述のようにして、２つの連結ロッド部材２ａ，２ｂが得られた後においては、それらが、したがって、図３ｅに示す形状と同じ形状であることにより、これら連結ロッド部材２ａ，２ｂの第１および第２中空シャンク６ａ，６ｂを組み立てるためのステップを行う。好ましくは、溶接によって、行う。より好ましくは、摩擦溶接によって、行う。これにより、上記ジョイント４が、２つの追加的肉厚材料部分２０ａ，２０ｂを付帯した２つのジョイント端部１８ａ，１８ｂを連結する周縁溶接シームという態様のものとして、得られる。このジョイント４は、非常に高性能なレベルを得ることができる。

加工態様に由来する他の利点は、摩擦溶接によって組み立てられる２つの連結ロッド部材２ａ，２ｂが、それぞれの端部取付部材８ａ，８ｂが未だ機械加工されていない場合には、摩擦溶接に際して、向きの調節を行う必要がないことである。よって、２つの中空シャンク６ａ，６ｂを組み立てるためのステップの完了時点においては、２つの連結ロッド部材２ａ，２ｂを、これら２つの連結ロッド部材のそれぞれの長手方向軸線３１を軸線１６に対して一致させつつ、互いに同軸的に配置するだけで、十分である。

また、摩擦溶接が実際に好ましいものではあるけれども、本発明の範囲を逸脱することなく、例えば、レーザー溶接や、電子ビーム溶接や、ＴＩＧ／ＭＩＧ溶接、その他、といったような、当業者に公知の他の組み付け技術を実行し得ることに、注意されたい。

次に、図３ｇに示すように、第１連結ロッド部材２ａに関し、破線によって図示された端部取付部材形成部分３８に対して、機械加工操作が施される。これにより、所望形状の端部取付部材８ａが形成される。この機械加工操作は、例えば、数値制御されたフライス盤によって実行することができる。加えて、この機械加工ステップ時には、円錐形の外形形状を有した移行領域２２ａも、また、形成される。これにより、予備的成形体３２に初期的に形成されていたフラッシュブレーク４４が除去される。

当然のことながら、これらの操作は、また、第２連結ロッド部材２ｂに関しても、同様にして行われる。

最後に、必要とされれば、例えば熱処理といったような、他の従来的ステップを実行することができる。あるいは場合によっては、連結ロッド１の互換性を保証するための機械的最終仕上げ操作を実行することができる。

図５には、アセンブリシステム６０が、図示されている。このアセンブリシステム６０は、航空機エンジン取付構造６２と、エンジン６４と、の間に介装されている。このアセンブリシステム６０は、本発明の好ましい実施形態の一態様を構成している。

図５により明瞭に理解されるように、エンジン６４と構造６２をエンジン取付構造６２の堅固な構造６６との間に配置されたアセンブリシステム６０は、従来技術と同様にかつ当業者に公知なように、フロントファスナー６８と、リアファスナー７０と、エンジンによって生成されたスラスト力を伝達するためのデバイス７２と、を備えている。

アセンブリシステム６０の特殊性は、したがって、スラスト力を伝達するためのデバイスの構成に基づくものである。このデバイスは、例えば上述したような２つの中空構造の連結ロッド１を備えている。

長尺の連結ロッドとも称されるようなこれら２つの連結ロッド１は、長さが２ｍを超え得るようなものであって、一方においては、エンジン６４の伝達ケーシングのフロント部分に対して取り付けられており、また、リアファスナー７０に対して取り付けられている。

当然のことながら、本発明の範囲を逸脱することなく、アセンブリシステム６０は、代替的に、短い連結ロッドを有したスラスト力伝達デバイスを供えることができる。その場合、連結ロッドは、リアファスナーに代えて、フロントファスナーに対して連結される。したがって、このアセンブリシステム６０の用途は、エンジン６４が航空機のウィング７４の直下に懸架されることを意図した図５の場合に限定されないことは、明らかである。

当然のことながら、当業者であれば、上述したような、連結ロッド１，１００に関して、また、その製造方法に関して、さらに、アセンブリシステム６０に関して、様々な変形を導入することができる。特に、上記方法は、とりわけフローターンニングによる第１および第２中空シャンクの製造ステップは、図４に示すような中空構造の連結ロッドを得るように、変形することができる。さらにまた、航空機エンジンのためのアセンブリシステムは、スラスト力の伝達デバイスが、図４に示すような中空構造の連結ロッドを備えるように、構成することもできる。

本発明の好ましい実施形態による中空構造の連結ロッドを示す斜視図である。 図１の連結ロッドを示す長手方向断面図である。 図１および図２の中空構造連結ロッドを製造することを目的とした本発明の製造方法の好ましい実施形態における様々なステップを示す図である。 図１および図２の中空構造連結ロッドを製造することを目的とした本発明の製造方法の好ましい実施形態における様々なステップを示す図である。 図１および図２の中空構造連結ロッドを製造することを目的とした本発明の製造方法の好ましい実施形態における様々なステップを示す図である。 図１および図２の中空構造連結ロッドを製造することを目的とした本発明の製造方法の好ましい実施形態における様々なステップを示す図である。 図１および図２の中空構造連結ロッドを製造することを目的とした本発明の製造方法の好ましい実施形態における様々なステップを示す図である。 図１および図２の中空構造連結ロッドを製造することを目的とした本発明の製造方法の好ましい実施形態における様々なステップを示す図である。 図１および図２の中空構造連結ロッドを製造することを目的とした本発明の製造方法の好ましい実施形態における様々なステップを示す図である。 本発明の他の好ましい実施形態による中空構造の連結ロッドを示す斜視図である。 航空機エンジン取付構造とエンジンとの間に介装されることを意図したアセンブリシステムを示す図であって、このアセンブリシステムは、本発明の好ましい実施形態の一態様であるとともに、図１および図２に示すのと同じような連結ロッドを備えている。

符号の説明

１ 中空構造連結ロッド
２ａ 第１連結ロッド部材
２ｂ 第２連結ロッド部材
４ ジョイント
６ａ 第１中空シャンク
６ｂ 第２中空シャンク
８ａ 第１端部取付部材
８ｂ 第２端部取付部材
１０ 中空の主要部分
１８ａ ジョイント端部
１８ｂ ジョイント端部
２０ａ 追加的な肉厚材料部分
２０ｂ 追加的な肉厚材料部分
２２ａ 移行領域
２２ｂ 移行領域
１００ 中空構造連結ロッド

Claims (23)

1. 中空構造の連結ロッド（１，１００）であって、
   第１端部取付部材（８ａ）と、
   第２端部取付部材（８ｂ）と、
   これら２つの端部取付部材（８ａ，８ｂ）の間に配置された中空の主要部分（１０）と、
   を具備してなり、
   互いに一体的に連結された第１および第２連結ロッド部材（２ａ，２ｂ）を具備し、
   前記第１連結ロッドが、前記第１端部取付部材（８ａ）に対して一体的に形成された第１中空シャンク（６ａ）を備え、
   前記第２連結ロッドが、前記第２端部取付部材（８ｂ）に対して一体的に形成された第２中空シャンク（６ｂ）を備え、
   前記第１および第２連結ロッド部材（２ａ，２ｂ）が、前記連結ロッドの長手方向中央位置に位置したジョイント（４）によって互いに一体的に連結されていることを特徴とする中空構造連結ロッド。
2. 請求項１記載の中空構造連結ロッド（１，１００）において、
   前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）の各々が、フローターンニングによって形成されていることを特徴とする中空構造連結ロッド。
3. 請求項１または２記載の中空構造連結ロッド（１，１００）において、
   前記ジョイント（４）が、溶接シームであることを特徴とする中空構造連結ロッド。
4. 請求項３記載の中空構造連結ロッド（１，１００）において、
   前記ジョイント（４）が、摩擦によって形成された溶接シームであることを特徴とする中空構造連結ロッド。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の中空構造連結ロッド（１，１００）において、
   前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）の各々が、追加的な肉厚材料部分（２０ａ，２０ｂ）を有したジョイント端部（１８ａ，１８ｂ）を備えていることを特徴とする中空構造連結ロッド。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の中空構造連結ロッド（１）において、
   前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）の各々が、円筒形の内表面（１２ａ，１２ｂ）と、円筒形の外表面（１４ａ，１４ｂ）と、を備えていることを特徴とする中空構造連結ロッド。
7. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の中空構造連結ロッド（１００）において、
   前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）の各々が、円筒形の内表面（１２ａ，１２ｂ）と、非円筒形の外表面（１１４ａ，１１４ｂ）と、を備えていることを特徴とする中空構造連結ロッド。
8. 請求項７記載の中空構造連結ロッド（１００）において、
   前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）の前記非円筒形外表面（１１４ａ，１１４ｂ）が、実質的に円錐形状であることを特徴とする中空構造連結ロッド。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の中空構造連結ロッド（１，１００）において、
   前記第１および第２連結ロッド部材（２ａ，２ｂ）の各々が、前記中空シャンク（６ａ，６ｂ）と、前記端部取付部材（８ａ，８ｂ）と、の間に、移行領域（２２ａ，２２ｂ）を備え、
   各移行領域が、円錐形の外形形状を有していることを特徴とする中空構造連結ロッド。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の中空構造連結ロッド（１，１００）において、
    前記第１および第２連結ロッド部材（２ａ，２ｂ）の各々が、前記中空シャンク（６ａ，６ｂ）と、前記端部取付部材（８ａ，８ｂ）と、の間に、移行領域（２２ａ，２２ｂ）を備え、
    各移行領域（２２ａ，２２ｂ）が、前記中空シャンク（６ａ，６ｂ）の内側面（２４ａ，２４ｂ）に形成された凹所（２８ａ，２８ｂ）を有し、
    前記中空シャンクが、内部に、中空空間（２６ａ，２６ｂ）を形成していることを特徴とする中空構造連結ロッド。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の中空構造連結ロッドを製造するための方法であって、
    −前記第１連結ロッド部材（２ａ）のための予備的成形体（３２）と、前記第２連結ロッド部材（２ｂ）のための予備的成形体（３２）と、を製造し；
    −前記２つの予備的成形体（３２）のそれぞれから、第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）を、フローターンニングによって製造し；
    −前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）を互いに組み立てる；
    ことを特徴とする方法。
12. 請求項１１記載の方法において、
    前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）を互いに組み立てるという前記ステップを、溶接によって行うことを特徴とする方法。
13. 請求項１２記載の方法において、
    前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）を互いに組み立てるという前記ステップを、摩擦溶接によって行うことを特徴とする方法。
14. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、
    前記２つの予備的成形体（３２）を製造するという前記ステップを、前記予備的成形体の各々がジョイント端部のところにおいて追加的肉厚材料部分（４０）を有しているようにして行うことを特徴とする方法。
15. 請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の方法において、
    前記２つの予備的成形体（３２）を製造するという前記ステップを、前記予備的成形体の各々が、前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）をフローターンニングによって製造するという前記ステップの際に回転マンドレル（５４）を内部に挿入し得る円筒形内表面（４８）を有しているようにして行うことを特徴とする方法。
16. 請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法において、
    前記２つの予備的成形体（３２）のそれぞれから前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）をフローターンニングによって製造するという前記ステップを、前記予備的成形体の各々が円筒形外表面（１４ａ，１４ｂ）を有しているようにして行うことを特徴とする方法。
17. 請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法において、
    前記２つの予備的成形体（３２）のそれぞれから前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）をフローターンニングによって製造するという前記ステップを、前記予備的成形体の各々が非円筒形外表面（１１４ａ，１１４ｂ）を有しているようにして行うことを特徴とする方法。
18. 請求項１７記載の方法において、
    前記２つの予備的成形体（３２）のそれぞれから前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）をフローターンニングによって製造するという前記ステップを、前記予備的成形体の各々が実質的に円錐形の外表面（１１４ａ，１１４ｂ）を有しているようにして行うことを特徴とする方法。
19. 請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の方法において、
    前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）を互いに組み立てるという前記ステップを行った後に、機械加工によって第１および第２端部取付部材（８ａ，８ｂ）を形成するというステップを行い、
    前記機械加工を、前記予備的成形体（３２）の各々の端部取付部材形成部分（３８）のところにおいて行うことを特徴とする方法。
20. 請求項１９記載の方法において、
    前記機械加工によって前記第１および第２端部取付部材（８ａ，８ｂ）を形成するという前記ステップを、
    前記第１および第２連結ロッド部材（２ａ，２ｂ）の各々が、前記中空シャンク（６ａ，６ｂ）と、前記端部取付部材（８ａ，８ｂ）と、の間に、移行領域（２２ａ，２２ｂ）を備えているようにして行い、
    前記移行領域（２２ａ，２２ｂ）を、円錐形外形形状を有している有したものとすることを特徴とする方法。
21. 請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の方法において、
    前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）を互いに組み立てるという前記ステップを行う前に、好ましくは、前記第１および第２中空シャンク（６ａ，６ｂ）をフローターンニングによって製造するという前記ステップを行う前に、前記２つの連結ロッド部材（２ａ，２ｂ）の各々に関し、前記予備的成形体（３２）の中空シャンク部（４２）の内側面（５０）のところに機械加工によって凹所（５２）を形成するというステップを行い、
    前記内側面（５０）を、前記中空シャンク部（４２）の中空空間（４６）を形成するものとすることを特徴とする方法。
22. 請求項１１〜２１のいずれか１項に記載の方法において、
    前記２つの予備的成形体（３２）を製造するという前記ステップを、それぞれ、中実の円柱形状部材（３０）を使用して行うことを特徴とする方法。
23. 航空機エンジン取付構造（６２）とエンジン（６４）との間に介装されることを意図したアセンブリシステム（６０）であって、
    複数のエンジンファスナー（６８，７０）と、
    前記エンジン（６４）によって生成されたスラスト力を伝達するための連結ロッド（１，１００）と、
    を具備し、
    前記エンジン（６４）によって生成されたスラスト力を伝達するための前記連結ロッド（１，１００）の各々が、請求項１〜１０のいずれか１項に記載された中空構造連結ロッドとされていることを特徴とするアセンブリシステム。

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