JP2010534593A - 平行移動式フラップ駆動ドア - Google Patents

Abstract

一実施形態において、航空機のフラップ開口部を開閉するための装置が提供される。本装置は、ドア部材、トルクチューブローラ部材、少なくとも一つのローラ部材、及びバイアス部材を備える。ドア部材はフラップ開口部を開閉することができる。トルクチューブローラ部材は、ドア部材に取り付けられて、航空機のフラップを装着するトルクチューブ部材によって押圧することができる。ドア部材は、フラップ開口部を覆っている閉鎖位置から、フラップ開口部を覆わない開放位置へと駆動することができる。ローラ部材は、ドア部材に取り付けられて、少なくとも一つのトラック部材に沿って動かすことができる。バイアス部材は、ドア部材に取り付けられて、ドア部材に対し、フラップ開口部を覆う閉鎖位置に向かってバイアスを掛けることができる。

Description

航空機では、フラップを収容位置から展開位置へと移動させるために、トルクチューブ部材が使用されることが多い。このトルクチューブ部材は翼胴フェアリングを貫通することができる。フラップの動きを収容するために、翼胴フェアリングに大きなフラップ開口部を形成することができ、この開口部は巡航飛行の間は閉鎖しなければならない。既存の航空機の一部では、フラップの使用時にフラップによって側方へ押しやられる一又は複数のキッカードア部材が利用されている。しかしながら、これらのキッカードア部材は、飛行中のキャンバの変位に対応することができず、キッカードア部材を開放することなくフラップの角度の小さな変位を許容できない。さらに、これらのキッカードア部材は、一部航空機の許容寸法では機能しない。また別の既存の航空機では、フラップに装着された大きなフェアリングであるエレファントイヤーフェアリングが使用されている。
航空機のフラップ開口部を開閉する装置とその使用方法が、一又は複数の既存の同装置及び／又は同方法に関連する一又は複数の問題を低減するために、必要とされている。

本発明の一態様においては、航空機のフラップ開口部を開閉するための装置が提供される。本装置は、ドア部材、トルクチューブローラ部材、少なくとも一つのローラ部材、及びバイアス部材を備える。ドア部材は、航空機のフラップ開口部を開閉することができる。トルクチューブローラ部材は、ドア部材に取り付けことができる。トルクチューブローラ部材は、航空機のフラップに装着したトルクチューブ部材によって押圧される。これにより、ドア部材は、航空機のフラップ開口部を覆う閉鎖位置から、航空機のフラップ開口部を覆わない開放位置へと駆動することができる。ローラ部材は、ドア部材に取り付けることができ、航空機の少なくとも一つのトラック部材に沿って動かすことができる。バイアス部材は、ドア部材に取り付けて、ドア部材に対し、航空機のフラップ開口部を覆う閉鎖位置に向かってバイアスをかけることができる。

本発明の別の態様においては、航空機のフラップ開口部を開閉するためのドア部材を備えた装置が提供される。第１のモードでは、フラップ開口部はドア部材によって覆われており、航空機のフラップ部材が動いても、ドア部材が開いてフラップ開口部が開口することはない。第２のモードでは、フラップ部材が動くとドア部材が開いてフラップ開口部が開口する。

本発明のさらに別の態様では、航空機のフラップ開口部を開閉する方法が提供される。一のステップでは装置が供給される。この装置は、トルクチューブローラ部材に装着したドア部材、航空機のトラック部材とドア部材とに装着した少なくとも一つのローラ部材、及びドア部材と航空機とに装着した少なくとも一つのバイアス部材を備えている。別のステップでは、航空機のフラップ部材が収容位置にあるとき、閉鎖位置にあるドア部材で航空機のフラップ開口部を覆うことができる。また別のステップでは、バイアス部材を用いて、ドア部材に対し、閉鎖位置に保持されるようにバイアスを掛けることができる。また別のステップでは、フラップ部材は、収容位置から展開位置へと動かすことができる。もう一つのステップでは、ドア部材を、ドア部材によってフラップ開口部が完全に覆われない開放位置に動かすことができる。これは、フラップ部材を収容位置から展開位置へと動かすとき、フラップ部材に装着したトルクチューブ部材をトルクチューブローラ部材に対して押し付けることにより行うことができる。

本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、後述の説明、請求の範囲、及び添付図面を参照することにより明らかとなる。

可変キャンバ位置にある、航空機のフラップ開口部を開閉するための装置の一実施形態の内部斜視図である。 図１の実施形態の外側斜視図であり、航空機のフラップ部材が可変キャンバ収容位置にある。 図１の実施形態の外側斜視図であり、航空機のフラップ部材が展開位置にある。 航空機から取り外された図１の実施形態のドア部材の、拡大内部斜視図である。 図１の実施形態の内部部分斜視図であり、トルクチューブ部材が下方に部分的に回転してトルクチューブローラ部材と接触している。 図１の実施形態の内部部分斜視図であり、トルクチューブ部材が下方に完全に回転してトルクチューブローラ部材に接しており、ドア部材が開放されている。 図５の実施形態の拡大内部斜視図であり、トルクチューブ部材がトルクチューブローラを回転させる様子を示す。 航空機のフラップ開口部を開閉する方法の一実施形態を示すフローチャートである。

以下の詳細な説明は、本発明の実行に現在考慮されるベストモードである。本発明の範囲は請求の範囲によって規定されるので、この説明は限定的な意味を持たず、本発明の一般原理の説明のみを目的としている。
図１は、装置１０の一実施形態の内部の部分斜視図を示し、ここで装置１０は可変キャンバ位置にあり、航空機１２のフラップ開口部１４を開閉する。装置１０は、航空機１２、フラップ開口部１４、フラップ部材１６、トルクチューブ部材１８、少なくとも一つのトラック部材２０、ドア部材２２、シール２４、トルクチューブローラ部材２６、少なくともひとつのローラ部材２８、及びバイアス部材３０から構成することができる。航空機１２は、あらゆる種類の航空機とすることができる。図１では、装置１０及びフラップ開口部１４は第１モードにあり、この第１モードにおいては、装置１０はフラップ開口部１４を覆い、フラップ部材１６が運動しても装置１０のドア部材２２が開いてフラップ開口部１４が開口することはない。第１モードは、航空機１２が遷音速飛行する間に使用されうる。

図２は、第１モードにある図１の実施形態の外側の部分斜視図を示し、ここで航空機１２のフラップ部材１６は可変キャンバ収容位置３２にある。図３は、図１の実施形態の外側の部分斜視図を示し、ここで航空機１２のフラップ部材１６は、第２モードである展開位置３４にある。第２モードでは、フラップ部材１６の運動により、ドア部材２２が開いてフラップ開口部１４が開口する。第２モードは、航空機１２の離着陸の間に使用されうる。図１−３に示すように、フラップ部材１６には、トルクチューブ部材１８を取り付けることができる。トルクチューブ部材１８には、モータ（図示しない）によって駆動されるアーム３６が取り付けられる。モータが、アーム３６、装着されたトルクチューブ部材１８、及び装着されたフラップ部材１６を駆動することにより、フラップ部材１６が、図２の可変キャンバ収容位置３２から図３の展開位置へと移動することができる。図２に示すように、閉鎖位置２３にあるドア部材２２は、フラップ部材１６が可変キャンバ収容位置３２にあるとき航空機１２のフラップ開口部１４を覆う大きさを有することができる。図３及び６に示すように、ドア部材２２は、開放位置２５に移動すると、フラップ部材１６が展開位置３４にある間は、少なくとも部分的に航空機１２のフラップ開口部１４を開口させることができる。

図４は、航空機１２から分離した図１のドア部材２２の内側拡大斜視図である。図示のように、ドア部材２２の周縁３８はシール２４で覆うことができる。ドア部材２２がフラップ開口部１４を覆う図２の閉鎖位置２３にあるとき、シール２４は、航空機１２のフラップ開口部１４に対してドア部材２２をシールすることができる。ローラ部材２８は、フレーム部材４０を介してドア部材２２に取り付けることができる。フレーム部材４０は、ドア部材２２にボルト留めするか、又はその他の機構を使用して装着することができる。ローラ部材２８は、フレーム部材４０の端部４２に取り付けられる。図１に示すように、ローラ部材２８は、航空機１２のトラック部材２０に装着されて、このトラック部材２０に沿って動くことができる。このようにして、ローラ部材２８が航空機１２のトラック部材２０内部で動くとき、ドア部材２２は航空機１２に対して動くことができる。
図４に示すように、トルクチューブローラ部材２６は、ブラケット４４及びピン４６を用いてドア部材２２に取り付けることができる。ブラケット４４は、ボルト４８を用いて、又はその他の機構により、ドア部材２２に取り付けることができる。ピン４６は、ねじ山を有し、ブラケット４４を貫通してトルクチューブローラ部材２６の開口部５０を通って延びることができる。開口部５０は、トルクチューブローラ部材２６のねじ山を受けることができる。このようにして、トルクチューブローラ部材２６は、ピン４６に沿って回転により移動することができる。他の実施形態では、トルクチューブローラ部材２６は、その他の機構を使用してドア部材２２に取り付けることができる。

トルクチューブローラ部材２６の外表面５２は、航空機１２のトルクチューブ部材１８の形状と一致する輪郭を有することができる。例えば、トルクチューブローラ部材２６の外表面５２は、凹面、曲線、及び／又はその他の形状とすることができる。バイアス部材３０は、ドア部材２２に取り付けることができ、かつ航空機１２のフラップ開口１４を覆う閉鎖位置２３に向かってドア部材２２にバイアスをかけるように航空機１２に取り付けることができる。バイアス部材３０は、バネ、ガススプリング、又はその他の種類のバイアス部材とすることができる。
図１に示すように、航空機１２のフラップ部材１６が可変キャンバ収容位置３２にあるとき、トルクチューブローラ部材２６はトルクチューブ部材１８から離間して位置し、当該部材１８に接触しない。これにより、可変キャンバ収容位置３２においては、トルクチューブ部材１８がトルクチューブローラ部材２６に接触して当該ローラ部材２６を動かすことがなく、正常飛行中のトルクチューブ部材１８とそれに付随するフラップ部材１６との動きを小さくすることができる。その結果、ドア部材２２は、フラップ開口部１４を覆う閉鎖位置２３に維持される。これにより、正常飛行中にフラップ部材１６とトルクチューブ部材１８が小さな動きをする間に、ドア部材が常に開閉不能となるので、航空機１２に掛かる抗力が減少し、かつ装置１０の耐久性が増大しうる。

図２の可変キャンバ収容位置３２からフラップ部材１６を使用する場合、まずモータによってトルクチューブ部材１８を駆動し、装着したフラップ部材１６に沿って回転させて図５に示す第２モード位置５４まで下げる。第２モード位置５４において、トルクチューブ部材１８はトルクチューブローラ部材２６の外表面５２に対して接触し、フラップ部材１６の運動によってドア部材２２が開き、フラップ１４が開口する。モータはトルクチューブ部材１８の駆動を続け、装着したフラップ部材１６に沿って回転させながら、図６に示す別の第２モード位置５６まで下降させることができる。図７に示すように、トルクチューブ部材１８は、位置５４から位置５６へと下方へ回転するにつれて、トルクチューブローラ部材２６の外表面の形状に沿って下方へ回転し、当該ローラ部材２６をピン４６上で方向５８に沿って回転により移動させる。このようにして、トルクチューブローラ部材２６は、ピン４６とトルクチューブ部材１８の両方に対する相対運動を行なうことができる。
トルクチューブ部材１８によってトルクチューブローラ部材２６の外表面５２が押されることにより、ドア部材２２が、フラップ開口部１４を覆う図２の閉鎖位置２３から、フラップ開口部１４を覆わない図３の開放位置２５へと駆動される。これが行われるとき、ドア部材２２に装着されたローラ部材２８は、航空機１２のトラック部材２０内を当該トラック部材２０に沿って動くことができる。このときフラップ部材１６は、図３の完全展開位置３４に達することができる。

モータがトルクチューブ部材１８を図１の位置に戻すように駆動するとき、装着されたフラップ部材１６は図２の収容位置３２に戻ることができる。この間に、航空機１２とドア部材２２の両方に装着されているバイアス部材３０は、フラップ開口部１４を覆う図２の閉鎖位置２３へとドア部材２２を強制的に戻すことができる。トルクチューブローラ部材２６は、図１の可変キャンバ位置に戻ることができる。

図８は、航空機１２のフラップ開口部１４を開閉する方法１６０の一実施形態のフローチャートである。ステップ１６２では、装置１０が供給される。装置１０は、トルクチューブローラ部材２６に装着されたドア部材２２、航空機１２のトラック部材２０とドア部材２２とに装着された少なくとも一つのローラ部材２８、及びドア部材２２と航空機１２とに装着された少なくとも一つのバイアス部材３０を備えることができる。
他の実施形態では、装置１０は、ここに開示する実施形態のいずれかを含むことができる。例えば、シール２４でドア部材２２の周縁３８を覆うことができる。トルクチューブ部材１８は、ドア部材２２に装着されたピン４６に取り付けることができる。トルクチューブローラ部材２６は、トルクチューブ部材１８の形状と一致する形状を有することができる。バイアス部材３０は、バネ、ガススプリング、及びその他バイアス部材の少なくとも一つとすることができる。

ステップ１６４では、航空機１２のフラップ部材１６が収容位置３２にあるとき、閉鎖位置２３にあるドア部材２２で航空機１２のフラップ開口部１４を覆うことができる。トルクチューブローラ部材２６は、可変キャンバ閉鎖位置においてトルクチューブ部材１８と接しない。ステップ１６６では、バイアス部材３０を使用して、閉鎖位置２３に保持されるようにドア部材２２にバイアスを掛けることができる。ステップ１６８では、フラップ部材１６は、収容位置３２から展開位置３４へと動かすことができる。

ステップ１７０では、ドア部材２２は、フラップ開口部１４がドア部材２２によって完全に覆われない開放位置２５へと動かすことができる。これは、フラップ部材１６を収容位置３２から展開位置３４へと動かすときに、フラップ部材１６に装着したトルクチューブ部材１８を、トルクチューブローラ部材２６に対して押しつけることにより行うことができる。この間に、トルクチューブローラ部材２６はピン４６及びトルクチューブ部材１８に対して相対的に移動することができる。トルクチューブ部材１８がトルクチューブローラ部材２６に対して押し付けられると、ローラ部材２８はトラック部材２０に沿って動き、ドア部材２２を閉鎖位置２３から開放位置２５へと動かすことができる。ステップ１７２では、フラップ部材１６を展開位置３４から収容位置３２へと戻すと、バイアス部材３０を使用してドア部材２２を閉鎖位置２３へと戻すことができる。

本発明の一又は複数の実施形態は、抗力を低減させることができ、可変キャンバ動作を可能にすることができ、アクチュエータ、センサ、制御装置、又は外部の力を用いることなく受動的に動作することができ、雑音を低減することができ、航空機内部に完全に収容することができ、容易に設置することができ、信頼性が高く、及び／又はメンテナンスが容易である。このようにして、一又は複数の既存の装置及び／又は方法の一又は複数の問題を、低減及び／又は排除することができる。
当然ながら、上述は本発明の例示的実施形態に関するものであり、請求の範囲に規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく修正が可能である。

Claims (12)

1. 航空機のフラップ開口部（１４）を開閉するためのドア部材（２２）を備えた装置であって、第１モードでは、フラップ開口部（１４）がドア部材（２２）によって覆われており、航空機のフラップ部材（１６）の運動がドア部材（２２）を開放してフラップ開口部（１４）が開口することはなく、第２モードではフラップ部材（１６）の運動によりドア部材（２２）が開放されてフラップ開口部（１４）が開口する、装置。
2. 第１モードが航空機の遷音速飛行の間に実行される、請求項１に記載の装置。
3. 第２モードが航空機の離着陸の間に実行される、請求項１又は２に記載の装置。
4. 第１モードでは可変キャンバ位置にある、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の装置。
5. ドア部材（２２）に装着されたトルクチューブローラ部材（２６）、及びフラップ部材（１６）に装着されたトルクチューブ部材（１８）を更に備えた、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の装置。
6. ドア部材（２２）と航空機とに装着されて、ドア部材（２２）に対し、フラップ開口部（１４）を覆う方へ向かってバイアスを掛けるバイアス部材（３０）を更に備えた、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の装置。
7. トルクチューブローラ部材（２６）が、ドア部材（２２）に装着されたピン（４６）に取り付けられている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の装置。
8. トルクチューブローラ部材（２６）が、ピン（４６）とトルクチューブ部材(１８)とに対して移動する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の装置。
9. ドア部材（２２）に装着されたトルクチューブローラ部材（２６）、及びフラップ部材（１６）に装着されたトルクチューブ部材（１８）を更に備え、可変キャンバ位置では、トルクチューブローラ部材（２６）がトルクチューブ部材（１８）に接しない、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の装置。
10. 航空機のフラップ開口部（１４）を開閉するための方法であって、
    トルクチューブローラ部材（２６）に装着されたドア部材（２２）、航空機のトラック部材（２０）とドア部材（２２）とに装着された少なくとも一つのローラ部材（２８）、及びドア部材（２２）と航空機とに装着された少なくとも一つのバイアス部材（３０）を備えた装置を供給すること、
    航空機のフラップ部材（１６）が収容位置にあるとき、閉鎖位置にあるドア部材（２２）により航空機のフラップ開口部（１４）を覆うこと、
    バイアス部材（３０）を用いて、閉鎖位置に保持される方向に向かってドア部材（２２）にバイアスを掛けること、
    収容位置から展開位置へとフラップ部材（１６）を動かすこと、及び
    フラップ部材（１６）を収容位置から展開位置へと動かすときに、フラップ部材（１６）に装着されたトルクチューブ部材（１８）をトルクチューブローラ部材（２６）に対して押しつけることにより、ドア部材（２２）がフラップ開口部（１４）を完全に覆わない開放位置へとドア部材（２２）を動かすこと
    を含む方法。
11. トルクチューブローラ部材（２６）を、ドア部材（２２）に装着されたピン（４６）に取り付ける、請求項１０に記載の方法。
12. 可変キャンバ位置では、トルクチューブローラ部材（２６）がトルクチューブ部材（１８）に接触しない、請求項１０又は１１に記載の方法。

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