JP2010524757A - 航空機における階段を固定するための支承応用 - Google Patents
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Abstract
少なくとも2デッキ2〜4を備える航空機1における階段5、6、7のための支承応用に関する。少なくともの2つの支承23、24、28、29、33、34、37、38および42、43、45、46が、座標系11のx軸、y軸およびz軸に関する、およびそれらに沿った、またはそれらに平行な少なくとも部分的に異なる運動可能性を各々備え、各階段5、6、7で下部および上部階段端22、32、41、27、36、44に配置される(回転および/または並進運動)。各階段5、6、7の少なくとも4つの支承の存在により、デッキ2〜4間の相対運動は相殺され得る。従って、階段5、6、7の静的設計は、固有重量および、利用者の質量による運行関連荷重に限定されることができ、それによって重量節減をもたらす。
Description
本発明は、少なくとも2つのデッキを連結する階段であって、航空機における階段、特にコックピット階段、前方階段および後方階段を固定するための支承応用に関する。
複数の乗客デッキを備えた航空機において、乗客デッキは、いつでも全てのデッキへのアクセシビリティを保証するために階段によって互いに連結されていなければならない。階段を航空機デッキに固定するための支承応用の従来技術の実施形態は、剛性設計のものである。これは、例えば操縦により誘起された胴体変形から生じるデッキの互いに対するあらゆる運動が、階段固定によって相殺され得ないことを意味する。そのような相対運動は一般に、主要構造部分から階段へ荷重を導入するのを回避する階段の十分に柔軟な設計によって相殺される。
また、デッキ間で階段が強固に固定されている場合、製造寸法許容差の場合の公差均等化は高コストでのみ可能である。
本発明の目的は、互いに対するデッキのあらゆる運動を相殺し、主要構造部分から階段への外部荷重の導入を大部分回避するために、2デッキ間の航空機の階段の可動支承応用を提供することである。
この目的は請求項1の特徴を備えた支承応用によって達成される。
階段は、航空機の胴体運動によるデッキの相対運動を相殺するために少なくとも2デッキ間で浮動式様態で支持されるので、階段は、例えば操縦により誘起された胴体変形から生じる主要構造部分からの外部荷重を付加的に受けない。
従って、階段は、基本的に階段の自然質量と組み合わされた乗客によって発生する、階段としての役目による荷重を支持しさえすればよい。
階段側桁および/または踏段の構造的に高額で重量を増加させる柔軟設計は、デッキの相対的なあらゆる運動を相殺するためにもはや要求されない。この場合、本発明の支承応用は、階段形状または階段幾何学的形状寸法に依存することなく、例えば「直線」階段、螺旋階段または他の階段形状に等しく使用することができる。
本発明の支承応用は、コックピット領域、前方胴体部および尾部において生じる胴体変形がそれぞれ異なる程度の変形をもたらすことから、設置位置の役目として、胴体の縦方向でわずかに違って構成されることが好ましい。このように、胴体変形および、それゆえに相殺されるデッキの相対運動もまた、胴体セルのコックピット領域において最も大きいのに対し、胴体セルの尾部の方向での変形の程度は低減する。前方胴体部における相対運動の大きさは中間の値を取る。従って、本発明の支承応用はコックピット領域に配置される階段について最も連接式かつ可動な様態で設計されるのに対し、尾部領域の階段の支承応用はさほど大きく可動ではない。前方階段の支承応用は連接に関しては中央の位置を占める。
支承応用の有利な設計によれば、少なくとも2つの支承が各階段の両端に設けられる。
基本的に階段の角の領域に配置される合計4つの支承によって、上デッキおよび下デッキとの踏段が確実に連結され、歪みが生じ得ないようになる。
さらに、安全な「握り」が階段を登る乗客に提供される。本発明の階段の「浮動」支持に関わらず、利用者は、それらを歩く間に階段が揺れ動くという感覚または、若干の荷重依存的なぶれは別として、階段が空間位置を著しく変えているという感覚を持たない。
大きな縦方向寸法を備えた2以上のデッキおよび/または踏段を連結するための階段の場合、支承の数を増やし、例えば階段の中心部において、支持としてさらなる支承を配置することが必要かもしれない。
複数デッキを備える航空機におけるデッキ間の階段支承応用のさらなる有利な設計は、後述の請求項において説明される。
図面において、同じ構成要素はそれぞれ同じ参照番号が割り当てられている。
図1は、2デッキ間で本発明の支承応用によって連結された3つの階段を備える2階建て航空機の側面図を示す。
2階建て航空機1は、とりわけ、下デッキ2、上デッキ3および付加的なコックピットデッキ4を有する。
前方階段5および後方階段6は、特に乗客が歩行可能な連結部を下デッキ2と上デッキ3との間に作る役割を果たすのに対し、コックピット階段7は乗務員のために下デッキ2から航空機1のコックピット領域8へアクセスするのに役立つ。階段5、7が従来の「直線」階段として設計されているのに対し、階段6は装飾的な螺旋階段である。
それらの幾何学的形状に関わらず、階段5〜7は各々、上下階段端の領域における本発明の支承応用によって航空機1の対応するデッキ2〜4に連結されている。しかし、支承応用の階段5〜7の可動性の程度は、好ましくは航空機1の胴体セルの縦方向拡張部分(x軸)に関する各々の階段5〜7の設置場所の役目によって異なる。
胴体について、航空機の変形はコックピット8の領域および前方胴体部9において最も大きいのに対し、後方胴体部10における変形は一般に小さいことがわかっている。従って、コックピット領域8および前方胴体部9における本発明の支承応用は、最も大きい可動性または相殺能力を可能にしなければならない。こうした航空機1の胴体変形は、基本的に飛行操縦および/または外部の空気力学的荷重(例えばスコール)によって発生する。
空間における方向は全ての図において座標系11によって表現される。さらに、支承について図2〜4において使用される記号は同一である。
図2は、(飛行方向またはx軸の方向で)図1における線II−IIの矢印の方向から見たコックピット階段7の図を示す。
コックピット階段7は2つの階段側桁7を有し、それらの間に4つの踏段14〜17が配置されている。一番上の踏段17は図示の例示的な実施形態では別個に設計されており、すなわち踏段17(出口)は側桁12、13の間に下方踏段14〜16と同様に配置されている。あるいは、別個の踏段17は省略し、この領域のコックピットデッキ4の拡張部(いわゆるプラットホーム)によって代替してもよい。この設計は、頂部に形成する湿気からコックピット階段7のシーリングを守る。この設計はまた、他の階段5、6の場合にも有利である。側方に隣接するコンポーネント18、19に対してコックピット階段7をシールするために、シール20、21またはシーリングストリップを階段側桁12、13の特定の領域に配置してもよい。
直線状照明要素は、暗闇における利用者の安全を改善するために、踏段14〜17の前縁に組み込んでもよい。照明要素は好ましくは、機上電源が利用できない場合、非常照明としての特性を有する。下部階段端22は2つの下部支承23、24を有し、それらは下デッキ2との連接連結部を形成する。下部支承23、24は、座標系11のx軸、y軸およびz軸またはそれらと平行に延びる回転軸もしくは旋回軸に関する回転または旋回が可能なように設計されている。2つの支承22、23のこの旋回能力は、それらの各々について3つの両方向矢印x’、y’、z’により表されている。左下部の支承23は、いずれの並進運動、すなわち座標系11のx軸、y軸およびz軸と平行な変位も吸収することができない。右下部の支承24は、yと表された両方向矢印により図示の通り、y軸と平行な変位可能性を除き、x軸およびz軸と平行に変位できない。すなわち、下デッキ2に固定して連結されている。支承23、24は各々、上述の可動性を可能にするロッカ支承25、26を有する。また、右支承24は、y軸と平行な変位可能性を実現する線形摺動支承を有していなければならない。この形式のジョイントの例示的な実施形態は図5の説明に関連してさらに詳細に説明する。原理的に、本発明の階段支承応用は、それらが上述の可動性を有する限り、標準の工業支承により構成することができる。
上部階段端27には2つの上部支承28、29が存在し、それらによってコックピットデッキ4への階段7の連接連結部が実現される。支承28、29は各々、x軸、y軸およびz軸に関して旋回する能力を独立して備える。しかし並進運動、すなわち座標系11のx軸、y軸およびz軸と平行な変位に関して、支承28、29は固定されている。下部支承23、24とは異なり、2つの上部支承28、29は、図面の更なる明瞭性のために参照番号が付与されていない2つのロッカ支承を有しており、それらの支承はいわゆる「ロッド」によって連結されており、その結果、上部階段端27の支承28、29の自由度は下部階段端22の支承23、24の自由度よりも高い。そのような支承28、29の設計の例示的な実施形態もまた図6の説明に関連してさらに詳細に説明する。
図3は、図1における線III−IIIの矢印の方向からの前方階段5の図(飛行の方向で背後からの図)を示す。
前方階段5は2つの階段側桁30、31を有し、それらの間にさらには詳述しない多数の踏段が配置されている。下部階段端32において、階段5は下部支承33、34によって下デッキ2に連結されている。下部支承33、34は、コックピット階段7の上部支承28、29と同じ構造を有する。従って、両支承は、座標系11のx軸、y軸およびz軸に関する旋回および回転運動を可能にする。x軸、y軸またはz軸と平行な下部階段端32の純粋な(並進)摺動運動に関して、下部支承33、34は固定されている。さらに、横方向スタビライザ35が、特にy軸の方向での下部階段端32の旋回運動を制動するために2つの下部支承33、34の間に配置されている。横方向スタビライザ35は45°の角度で配置される。「浮動」支承構成に関わらず、階段の利用者は、安全で確実な踏段がないという感覚を与えられない。
さらに、前方階段5の上部階段端36は2つの上部支承37、38により上デッキ3に連結されている。2つの上部支承37、38および横方向スタビライザ35の構造は転じて、コックピット階段7の下部支承23、24の構造に対応する。他の2つの支承37、38は、座標系11の全ての3軸に関して回転または旋回することができる。また、左上部の支承37はy軸と平行な並進可動性を有し、そして右上部の支承38は(図面平面に垂直な)z軸と平行に変位可能である。座標系11の他の軸に沿ったすべてのさらなる摺動運動に関して、上部支承37、38は固定されている。
前方階段5の連結の十分な連接が、各々異なる運動可能性を備えた4つの支承33、34および37、38によって提供されて、下デッキ2と上デッキ3との間のすべての相対運動を相殺することができるうえ、利用者のために確実な踏段を保証する。この場合、前方階段5の支承構成は、コックピット階段7の支承構成とほぼ同じ可動性および柔軟性を実現する。前方階段5は、隣接するコンポーネントに対するシーリングを保証するために側桁30、31の領域にシールを有してもよい。
図4は、図1の線IV−IVに沿った矢印の方向での後方螺旋階段の図を示す。
後方階段6は、階段5、7と異なり、「直線」階段ではなく2つの螺旋の階段側桁39、40を備えた「螺旋」階段であり、それらの間に図面では明瞭性のために参照番号を備えていない多数の踏段が配置されている。下部階段端41には、階段6を下デッキ2に連結するための2つの支承42、43が配置されており、そして上部階段端44は上デッキ3との連結のための2つの支承45、46を有する。
下部支承42、43は、図示せぬ2本のシートレールで下デッキ2に固定され得る複数の締付けボルトにより形成される。各支承42、43は好ましくは2本の締付けボルトを有する。シートレールは航空機産業において標準として使用される形材であり、ほぼU字形の断面形状を備え、そこに締付けボルトは例えば約2.54cmのフレーム間隔で固定され得る。上部支承45、46は上デッキ3に固定されたフォーク形ブラケットにより形成することができ、それらのブラケットは転じて、上部階段端44の領域に固定されており、必要に応じて後方階段6との公差均等化の設定可能性を備えた中間要素によって連結される。
上述の支承構成と異なり、2つの下部支承42、43および上部支承46は不動に設計されており、すなわち、座標系11の軸に関し、および/またはその軸に平行な3つの支承42、43、46における階段6の回転運動および/または並進運動は不可能である。左上部の支承45だけは、それが座標系1のy軸と平行に変位できるように設計されている。さらに、支承45はまた上デッキ3と後方階段6との間の固定連結部も表す。上述の支承構成に比べ、この低可動性は、通常、前方胴体部に比べてより小さい胴体変形が航空機の尾部領域において下デッキ2と上デッキ3との間に生じるので、不利益ではない。
一方で、後方階段6は美的理由のために螺旋設計であり、他方、階段6の螺旋設計はまっすぐに延びる階段に比べて省空間構成を可能にする。さらに、螺旋設計は階段側桁39、40のより高い柔軟性を可能にし、従ってそれらは、下デッキ2と上デッキ3との間の相対運動を吸収するのをより容易に可能にする。また、階段側桁39、40は、螺旋の効果を補強するために、少なくとも断面において柔軟に設計されている。
図5は、上述の階段のうちの1つの支承を形成する「単一」ロッカ支承を備えた支承の例示的な実施形態を示す。
支承47は、とりわけ、フォーク形ブラケットを有し、それによって支承47は例えば上デッキ3に固定される。ロッカ支承50が保持ボルト49によってフォーク形ブラケット48に連結されている。ロッカ支承50は転じてアイヘッド51に受け入れられている。基本的に球面形状で設計されたロッカ支承50は、x軸およびz軸に関する旋回運動を可能にする。保持ボルト49でのロッカ支承50の支承構成のために、座標系11のy軸に関して旋回または回転することもまた可能である。支承47はアイヘッド51によって階段端に連結される。支承47はまた、図示せぬロック要素(ロッキングリング、シム、中間支承など)を有し、それらによって(例えばy軸と平行な)軸方向クリアランスは、いかなる並進可動性も支承47において要求されない場合、所定の値に制限される。x軸と平行な可動性を実現するために、付加的な摺動ジョイントがブラケット48と上デッキ3との間に設けられてもよい。
例えば、支承47が3軸に関して旋回する能力に加えて、y軸と平行な変位可能性を可能にする場合、ロッカ支承50は、例えば保持ボルト49で所要の長さの量だけ変位可能に配置してもよい。支承47は、例えば上部支承37を前方階段5に連結するために使用することができる(図3参照)。アイヘッド51は、例えば階段を設置する際に製造に関連したコンポーネント公差を相殺することができるように、z軸の方向での縦方向調整を可能にするための図示せぬ装置を有する。ロッカ支承50は寿命にわたって潤滑されることが好ましい。
図6は、二重ジョイントとしての支承の可能な実施形態を示す。
支承52は、とりわけ、2つのロッカ支承53、54を備えており、それらはロッカ支承50に対応して構成されている(図5参照)。ロッカ支承53、54は転じて、少なくとも特定の領域で、対応して設計された球面パンにおそらく受け入れられる球状キャロットを備える。各ロッカ支承53、54は、座標系11のx軸、y軸およびz軸に関する旋回運動を可能にする。ロッカ支承53、54は、図示の例示的な実施形態において、その端56、57に好ましくは反対方向で設計された雌ねじ(左ねじおよび右ねじ)を備える中空円筒形ロッド55によって連結されている。ロッド55の両端56、57は、図面に図示された表現とは異なり、好ましくは先細りにされた設計である。アイヘッド58、59が端56、57の各々にねじ込まれており、そのヘッドにロッカ支承53、54の1つが枢転可能に受け入れられる。階段がロッド55の第1の端56の領域で保持ボルト60に連結され、後者は図示せぬブラケットによってデッキ2〜4の1つに連結される。ロッド55の他方の端57は保持ボルト61によって支持される階段5〜7の1つの階段端に連結され、保持ボルトは転じて、図示せぬブラケットに受け入れられる。
この場合、個々の支承の可動性(空間における3軸に関する、またはそれらに沿った回転および変位可能性)は、図1〜4の説明に関連して説明した基本位置に従って、詳細には階段5〜7の設置位置の役目として選択される。原理的に、異なる可動性を備える支承はいずれかの方法で互いに組み合わせることができる。
製造に関連した寸法許容差の公差均等化のための支承52の縦方向調整は、中空円筒形ロッド55をその縦軸に関して、すなわち座標系11のz軸に関して回転させることによって実行することができる。縦方向調整は、例えば2つの止めナット62、63または他のロッキング手段(ロッキングクリップ、ロッキングピンなど)により、意図しない変動から保護することができる。前方階段5の2つの下部支承33、34および横方向スタビライザ35は、好ましくは、コックピット階段7の上部支承28、29と同様に、上述の支承52(図3参照)との対応で設計される。
図5、6に概略的に図示された支承47、52の実施形態は、多くの設計代替例のうちの1つの可能な設計を代表するにすぎない。2階建てまたは複数デッキを備える航空機における階段の浮動支承構成の意味において、いずれの標準の工業ジョイントも使用することができるが、それらは本発明に従って要求される運動可能性(自由度)を有していなければならない。
本発明の階段支承応用は旅客航空機における応用に限定されない。反対に、階段の浮動支承構成は、あらゆる種類の航空機において、詳細には、純粋な(本来の)貨物航空機または輸送機において、または旅客航空機の貨物輸送仕様機においても、いくつかのデッキを連結するために使用することができる。
1 航空機
2 下デッキ
3 上デッキ
4 コックピットデッキ
5 前方階段
6 後方階段
7 コックピット階段
8 コックピット
9 前方胴体部
10 後方胴体部
11 座標系
12 階段側桁
13 階段側桁
14 踏段
15 踏段
16 踏段
17 踏段
18 コンポーネント
19 コンポーネント
20 シール
21 下部階段端
22 下部支承
23 下部支承
24 ロッカ支承
25 ロッカ支承
26 上部階段端
27 上部支承
28 上部支承
29 階段側桁
30 階段側桁
31 下部階段端
32 下部支承
33 下部支承
34 横方向スタビライザ
35 上部階段端
36 上部支承
37 上部支承
38 階段側桁
39 階段側桁
40 下部階段端
41 下部支承
42 下部支承
43 上部階段端
44 上部支承
45 上部支承
46 支承
47 フォーク形ブラケット
48 保持ボルト
49 ロッカ支承
50 アイヘッド
51 支承
52 ロッカ支承
53 ロッカ支承
54 中空円筒形ロッド
55 端
56 端
57 アイヘッド
58 アイヘッド
59 保持ボルト
60 保持ボルト
61 止めナット
62 止めナット
2 下デッキ
3 上デッキ
4 コックピットデッキ
5 前方階段
6 後方階段
7 コックピット階段
8 コックピット
9 前方胴体部
10 後方胴体部
11 座標系
12 階段側桁
13 階段側桁
14 踏段
15 踏段
16 踏段
17 踏段
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21 下部階段端
22 下部支承
23 下部支承
24 ロッカ支承
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26 上部階段端
27 上部支承
28 上部支承
29 階段側桁
30 階段側桁
31 下部階段端
32 下部支承
33 下部支承
34 横方向スタビライザ
35 上部階段端
36 上部支承
37 上部支承
38 階段側桁
39 階段側桁
40 下部階段端
41 下部支承
42 下部支承
43 上部階段端
44 上部支承
45 上部支承
46 支承
47 フォーク形ブラケット
48 保持ボルト
49 ロッカ支承
50 アイヘッド
51 支承
52 ロッカ支承
53 ロッカ支承
54 中空円筒形ロッド
55 端
56 端
57 アイヘッド
58 アイヘッド
59 保持ボルト
60 保持ボルト
61 止めナット
62 止めナット
Claims (14)
- 航空機(1)における階段(5、7)であって、前記階段(5、7)は少なくとも2デッキ(2、3、4)を連結し、前記階段(5、7)は下部階段端(22、32)および上部階段端(27、36)を有しており、前記下部階段端(22、32)は下デッキ(2)に連結するための少なくとも2つの下部支承(23、24、33、34)を有し、上部階段端(27、36)は上デッキ(3、4)に連結するための少なくとも2つの上部支承(28、29、37、38)を有し、前記階段(5、7)の前記支承(23、24、28、29、33、34、37、38)は、前記航空機(1)の胴体運動から生じる前記デッキ(2、3、4)の相対運動を相殺するためにx軸、y軸およびz軸に関して旋回することができることを特徴とする、航空機(1)における階段(5、7)。
- 前記階段(7)の前記上部支承(28、29)は前記x軸、y軸およびz軸に対して並進式に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の階段(7)。
- 前記上部支承(28、29)は各々、アイヘッド(58、58)に各々受け入れられた2つのロッカ支承(53、54)を備えており、前記アイヘッド(58、59)は両側でロッド(55)にねじ込まれており、前記ロッカ支承(53、54)は各々前記x軸、y軸およびz軸に関して旋回することができることを特徴とする、請求項2に記載の階段(7)。
- 下部支承(23)は前記x軸、y軸およびz軸に対して並進式に固定されており、他の下部支承(24)は前記x軸およびz軸に対して並進式に固定されていることを特徴とする、請求項2または3に記載の階段(7)。
- 前記下部支承(23、24)は各々、アイヘッド(51)に受け入れられたロッカ支承(50)を有しており、前記ロッカ支承(50)は前記x軸、y軸およびz軸に関して旋回することができることを特徴とする、請求項2から請求項4のいずれかに記載の階段(7)。
- 少なくとも1つの階段側桁(12、13)には前記階段(7)に隣接する少なくとも1つのコンポーネント(18、19)に対するシール(20、21)が少なくとも特定の領域に設けられていることを特徴とする、請求項2から請求項5のいずれかに記載の階段(7)。
- 前記階段(5)の上部支承(37)は前記x軸およびz軸に対して並進式に固定されており、他の上部支承(38)はy軸およびz軸に対して並進式に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の階段(5)。
- 前記2つの下部支承(33、34)は前記x軸、y軸およびz軸に対して並進式に固定されていることを特徴とする、請求項7に記載の階段(5)。
- 前記下部支承(33、34)は各々、アイヘッド(58、59)に各々受け入れられた2つのロッカ支承(53、54)を有しており、前記アイヘッド(58、59)は両側でロッド(55)にねじ込まれており、前記ロッカ支承(53、54)は各々前記x軸、y軸およびz軸に関して旋回することができることを特徴とする、請求項7または8に記載の階段(5)。
- 少なくとも1つの横方向スタビライザ(35)が前記階段(5)の横方向運動を制限するために前記下部支承(33、34)間に配置されており、前記横方向スタビライザ(35)はアイヘッド(58、59)に各々受け入れられた2つのロッカ支承(53、54)を有し、前記アイヘッド(58、59)は両側でロッド(55)にねじ込まれており、前記ロッカ支承(53、54)は各々前記x軸、y軸およびz軸に関して旋回することができることを特徴とする、請求項7から請求項9のいずれかに記載の階段(5)。
- 前記ロッド(55)は、雌ねじを備えた好ましくは先細り端(56、57)が両側で連結する中空円筒形中心断面を有することを特徴とする、請求項7から請求項10のいずれかに記載の階段(5)。
- 前記雌ねじは、その縦軸に関する前記ロッド(55)の回転による縦方向調整を可能にするために前記ロッド(55)の端(56、57)にそれぞれ反対方向で形成されており、回転式ロックが好ましくは2つの止めナット(62、63)によって付与されることを特徴とする、請求項7から請求項11のいずれかに記載の階段(5)。
- 航空機(1)における階段(6)であって、前記階段(6)は少なくとも2デッキ(2、3)を連結し、前記階段(6)は下部階段端(41)および上部階段端(44)を有しており、前記下部階段端(41)は下デッキ(2)に連結するための少なくとも2つの下部支承(42、43)を有し、前記上部階段端(27、36)は上デッキ(3)に連結するための少なくとも2つの上部支承(45、46)を有し、前記階段(6)の一方の上部支承(46)は前記上デッキ(3)に固定して連結されており、他方の上部支承(45)はy軸と平行に移動可能であり、その他に関しては前記上デッキ(3)に固定して連結されており、前記2つの下部支承(42、43)は各々、前記下デッキ(2)に固定して連結されていることを特徴とする、航空機(1)における階段(6)。
- 前記階段(6)の前記下部支承(42、43)は前記下デッキ(2)の少なくとも1本のシートレールに固定して連結されていることを特徴とする、請求項13に記載の支承装置。
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