JP2011519259A - ケーブルのルーティング - Google Patents

Abstract

ケーブル（７）は、横回転軸（４）回りに回転可能に接続された一対のリンク（１，２）の間にルーティングされる。ケーブルには、巻軸がリンクの回転軸と一致する巻部（８）が備えられる。巻部（８）は予め形成されることができる。ケーブルプロテクタ（１０，１１）は、隣接する巻部（８）の端を拘束することにより該端に固定されるように、また、隣接するリンクに固定されるように、回転軸（４）に沿って巻部（８）の各端に備えられる。

Description

本発明は、ケーブルのルーティング（ｒｏｕｔｉｎｇ）に関し、特に、作動中に互いに相対的に繰り返し動き、その結果、疲労が問題となる部品間のケーブルのルーティングの方法および手段に関する。さらに本発明はこのようなケーブルに好適なケーブルプロテクタに関する。

航空宇宙応用では、しばしば、翼構造やフラップなどの互いに相対的に動く構成要素の間に電気ケーブルを引き、引いたケーブルが曲がるようにする必要がある。そのため、ケーブルの寿命以上の許容できない損傷からケーブルを守るようなケーブルの引き方をする必要がある。

米国特許出願公開第２００７／００３４７４７号明細書には、横回転軸の回りを回転可能に接続され、互いに相対的に回転する一対の機械的リンク、および両リンクに沿って延び、リンク間の回転動作を受容するように構成され、回転軸と一致する巻軸を持つ巻部を備えたケーブルについて説明されている。米国特許出願公開第２００７／００３４７４７号明細書で述べられる配置の問題としては、リンクが比較的重いこと並びに製造および組立てが複雑になることがあげられる。

本発明の第１の態様は、横回転軸の回りに互いに相対的に回転するように回転可能に接続された一対の機械的リンクであって、両方の前記リンクに沿って延び、前記リンクの回転動作を受容するように構成され、前記回転軸と一致する巻軸を有する巻部を備えるケーブルと、隣接する前記巻部の端を拘束するとともに該端に固定され（ｋｅｙｅｄ）、さらに隣接する前記リンクに固定されるように前記回転軸に沿って前記巻部の各端に設けられたケーブルプロテクタとを備える一対の機械的リンクである。

本発明の第２の態様は、横回転軸の回りに回転可能に接続された一対のリンク間のケーブルのルーティング方法であって、前記ケーブルに、前記リンクの前記回転軸と一致する巻軸を有する巻部を備える工程を備え、隣接する前記巻部の端を拘束するとともに該端に固定されるように、さらに、隣接する前記リンクに固定されるように、前記回転軸に沿って前記巻部の各端にケーブルプロテクタが設けられるケーブルのルーティング方法である。

リンクとケーブルプロテクタを別々の部材として形成することによって、リンクの製造および組立を比較的簡単にすることができる。また、リンクを形成する材料と比較して、低摩擦材料および／または低密度材料でケーブルプロテクタを形成することができる。作動中にリンクが互いに相対的に回転するとき、ケーブルは曲がり、巻部の両側にあるこれらの部分の回転方向の動き（ａｎｇｕｌａｒ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）によって巻かれたコイルがわずかに巻き付けられるまたは巻き戻されることにより、ケーブルにかかる応力が低減される。ケーブルプロテクタを隣接するリンクおよび隣接する巻部の端に固定することによって、リンクが互いに相対的に回転したときにケーブルプロテクタが互いに相対的に回転するようにすることができる。これにより、巻部が巻き付いたときまたは巻き戻ったときのケーブルプロテクタと隣接する巻部の端との間の相対的な動きが最小限に抑えられ、そして、ケーブルプロテクタがケーブルにこすり付けられることによるフレッティング（ｆｒｅｔｔｉｎｇ）の可能性が低減される。

各ケーブルプロテクタは、常に隣接する巻部の端と係合することにより該端を拘束することとしてもよく、または、特定の作動条件のもとでのみ隣接する巻部の端と係合することとしてもよい。たとえば、リンクが十分に開かれ、巻部が十分にらせん状に巻かれたときのみ、または、リンクの振動により巻部が回転軸に沿って滑る（ｄｒｉｆｔ）作動条件においてのみ、ケーブルプロテクタは隣接する巻部の端と係合することとしてもよい。

各ケーブルプロテクタは、少なくとも底壁と一対の側壁とを有し隣接する巻部の端を受ける接線方向の管（ｃｈａｎｎｅｌ）によって、隣接する巻部の端に固定されることとしてもよい。また、各ケーブルプロテクタは、該ケーブルプロテクタの外端から延び、各リンクと係合するタグまたは他の突出部によって各リンクに固定されることとしてもよい。さらに、各ケーブルプロテクタは、ケーブルタイ（ｔｉｅ）によって隣接する巻部の端にしっかりと取り付けられることとしてもよい。

ケーブルプロテクタは、巻部の軸方向の外端とのみ係合する内面を持つ円板から成っていてもよい。しかし、各ケーブルプロテクタは、隣接する巻部の端を受け止めるために窪んだ内面を有することがさらに好ましい。窪んだ形状にすることにより、ケーブルプロテクタは、隣接する巻部の端の径方向の外側も、軸方向の端と同様に保護することができる。

一般的に、ケーブルプロテクタは、互いに係合している、またはケーブルの幅よりも狭い間隙によって分離していることにより、ケーブルプロテクタ間のケーブルの巻部を十分に拘束する。

各ケーブルプロテクタは、実質的に、リンクを形成する材料よりも小さい摩擦係数を有する材料から形成されていることが好ましい。

巻部は、前もって形成され場合および／または作動中に巻いた状態で保持される場合がある。

両リンクに沿って延び、リンクの回転動作を受容するように構成され、回転軸と一致する巻軸を有する巻部を備える第２のケーブルを備えることができる。第２のケーブルの巻部の各端には、第２のケーブルの隣接する巻部の端を拘束するとともに該端に係合し、さらに隣接するリンクに固定されるように、回転軸に沿ってケーブルプロテクタが備えられてもよい。

本発明の第３の態様は、中心穴を有し、ケーブルの隣接する巻部の端を受け止めるように内面が窪んだ円板状部材と、該円板状部材の外端から接線方向に延設され、ケーブルの前記巻部から延びている長さ分のケーブルを受けて固定する管を成す底壁および一対の側壁を有するアームと、前記円板状部材の外端から延びるタグとを備えるケーブルプロテクタである。

２つのリンク間の回転可能な接続を示す図である。 ケーブルを有する本発明に係る図１のリンクの側面図である。 図２のケーブルの巻部を、両側のケーブルプロテクタとともに示した図である。 本発明の他の実施形態を示す等角投影図（ｉｓｏｍｅｒｉｃ ｖｉｅｗ）である。 一対のケーブルプロテクタを示す図である。 図４に示すリンク間の結合部を通り回転軸に対して横切る方向の断面図である。 図４に示すリンクの結合部を通り回転軸と平行な方向の断面図である。

次に、本発明について、添付図面を参照して例として説明する。
図１および図２は、航空機の翼構造とフラップとの間に備えられた一対のリンク１，２を示している。リンクは、横回転軸４回りに回転するように回転ピン３によって回転可能に接続されている。リンク１，２の外端は図示されていないが、上記の例では、一方のリンクの外端が翼構造と接続され、他方のリンクの外端がフラップに接続されているものとする。リンク１，２の互いに相対的な回転動作は、最も閉じた位置に達したときに、協働する（ｃｏｏｐｅｒａｔｅ）タブ５，６によって閉方向に限定される。電気ケーブル７は翼構造およびフラップの間のリンク１，２の全長にわたって引かれ、例えば前縁の不具合を監視するシステムなどの警告システムの一部を形成する電気信号または電源を供給する。

図２および図３に示されるように、回転３の部分においてケーブルはらせん状コイル８を形成するように巻かれ、コイル軸を回転軸４と一致させて回転ピン３を囲むように構成されている。ケーブルの巻部８は予め巻いた形状に形成されていることが好ましく、これによりケーブルのこの部分に追加的なＰＴＦＥジャケット９を備えることができる。

ケーブルプロテクタ１０，１１は、ケーブルの巻部８の各端に備えられており、ピン３を収納するための中心穴１２を有する円板状部材の形態になっている。ケーブルプロテクタ１０，１１の内面は、隣接する巻部の端を収納するために窪んでおり、また、プロテクタがケーブルに対して傾斜して（ａｎｇｕｌａｒｌｙ）固定されるように、コイルから延びるケーブルの長さ分を受け止めるための管１２’を有している。ケーブルプロテクタの外端から延びるタグ１２’’は、隣接するケーブルが延びるリンクと係合し、これによりプロテクタをリンクに対して傾斜して固定する。そのため、作動中にリンク１，２が互いに相対的に回転すると、巻部８の両端のケーブルのそれぞれの長さ分とそこに固定されたケーブルプロテクタ１０，１１が互いに相対的に回転する。その結果、巻部は、リンクが近づくように回転したときにわずかに巻き付けられ、リンクが離れるように回転したときにわずかに巻き戻される。

リンク１，２の外側部分にも、該リンクと該リンクが接続される構造体との間に回転可能なリンクを組み込むことができる。また、過度にケーブルにストレスをかけることなく回転動作できるように、巻部８のような、コイル軸が接続の回転軸と一致するように配置された巻部をさらに組み込むことができる。

図４に示される本発明の実施形態は、航空機の翼構造とフラップの間に設けることのできる一対のリンク２１，２２を備えている。リンクは、横回転軸２４の回り回転するように回転ピン２３によって回転可能に接続されている。一方のリンクの外端は翼構造と接続され、他方のリンクの外端はフラップに接続されている。一対の電気ケーブル２５，２６は、翼構造とフラップと間においてのリンク２１，２２の全長にわたって引かれ、例えば前縁の不具合を監視するシステムなどの警告システムの一部を形成する電気信号または電源を供給する。

各ケーブルは回転ピン２３の部分において、らせん状コイルを形成するように巻かれ、コイル軸を回転軸２４と一致させて回転ピン２３を囲むように構成されている。コイル２５のコイル部分２７は示されているが、ケーブル２６のコイルは、以下に詳述される一対のケーブルプロテクタ３０，３１の陰に隠れている。ケーブルの巻部２７は予め巻いた形状に形成されていることが好ましく、これはケーブルのこの部分に追加的なＰＴＦＥジャケット９を備えることにより達成できる。

各ケーブル２５，２６の巻部の各端にはケーブルプロテクタが備えられている。ケーブルプロテクタ３０，３１はケーブル２６の巻部を収納し、同様のケーブルプロテクタが（図７には示されるが、図４では省略されている）ケーブル２５の巻部２７を収納する。図１〜３の実施形態のケーブルプロテクタ１０，１１と同様に、ケーブルプロテクタ３０，３１は、ケーブルの隣接する巻部の端に係合するとともに固定され、また、隣接するリンクに固定されている。

ケーブルプロテクタ３０，３１は図５に詳しく示されている。それぞれ円板状部材の形態であり、ピン２３を収納するための中心穴３３を有する端板３２を備えている。穴３３には、図６および図７に示される端板３２の内面から延びるハブ４３が貫通している。環状の側壁３４は、端板から内側に向かって延設され、隣接する巻部の端を収納するための窪んだ形状にケーブルプロテクタを形成している。アーム３５は、端板３２から接線方向に延設され、一対の側壁３６，３７を支えている（ｃａｒｒｉｅｓ）。アーム３５および側壁３６，３７はともに、プロテクタがケーブル２６に対して傾斜して固定されるように、コイルから延びている長さ分のケーブルを受ける管の底壁および側壁を成している。ここで注意すべきは、管は、その幅よりも大きな長さを有し、それによりケーブル２６がしっかりとアーム３５に固定されるようになっていることである。アーム３５の遠位端には、ケーブルをアーム３５にしっかりと取り付けるための図示しないケーブルタイを受ける一対の切り込み３８，３９が設けられている。

ケーブルプロテクタの外端から延びるタグ４０は、隣接するケーブルが延びるリンクと係合し、その結果プロテクタはリンクに対して傾斜して固定される。この係合は、ケーブル２５，２６が省略されている断面図である図６に詳しく示されている。アーム２２は、タブ４０とアーム３５の間の間隙内に受け入れられる突出部２９を有し、これによりアーム２２はケーブルプロテクタ３０に固定される。そのため、作動中にリンク２１，２２が互いに相対的に回転すると、巻部２８の両端のケーブルのそれぞれの長さ分とそこに固定されたケーブルプロテクタ３０，３１が互いに相対的に回転する。その結果、巻部は、リンクが閉じる方向に回転したときにわずかに巻き付けられ、リンクが開く方向に回転したときにわずかに巻き戻される。ケーブルプロテクタの回転により、巻部が巻き付くまたは巻き戻るときのケーブルプロテクタと隣接する巻部の端との間の相対的な動きが最小限に抑えられ、そして、ケーブルプロテクタがケーブルにこすり付けられることによるフレッティングの可能性が低減される。

図７は、ケーブルの巻部、回転ピン２３およびケーブルプロテクタ３０，３１を示す断面図である。ケーブル２６は、一方が図７に示される一対の側壁３６，３７によってアーム３５に固定されている。ケーブル２６は、点線４２によって概略的に示されるケーブルタイによってもアーム３５にしっかりと取り付けられている。

各ケーブルプロテクタは、ポリオキシメチレン（Ｄｅｌｒｉｎの商標名で販売されている）またはナイロンなどの軸受材料から形成される。このような材料は、リンクを形成する構造材料（アルミニウムなど）よりも低い密度および摩擦係数を有する。ケーブルプロテクタ３０，３１は互いに係合し、他の組のケーブルプロテクタとは狭間隙４１によって分離されている。低摩擦材料により、比較的低い摩擦係数で、ケーブルプロテクタの壁３４の端部が互いに滑り合い、ケーブルが端板３２と壁３４の内側に対して滑り、ハブ４３が回転ピン２３に対して滑ることが可能となる。

狭間隙は、図７において、ケーブルプロテクタの端板３２の内面とケーブル２６の隣接する巻部の端と間に示されている。しかしながら、これらの間隙は十分小さく、特定の動作条件において、例えば、リンクが十分に開いて巻部が十分にらせん状に巻き付けられたとき、および／または、リンクの振動によって巻部が回転軸に沿って滑るときなどに、ケーブルは端板３２によって係合される（これにより拘束される）。

一つ以上の好適な実施形態により本発明を説明したが、貼付の請求項において定義される本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更や改良ができる。

Claims (15)

1. 横回転軸の回りに互いに相対的に回転するように回転可能に接続された一対の機械的リンクであって、
   両方の前記リンクに沿って延び、前記リンクの回転動作を受容するように構成され、前記回転軸と一致する巻軸を有する巻部を備えるケーブルと、
   隣接する前記巻部の端を拘束するとともに該端に固定され、さらに隣接する前記リンクに固定されるように前記回転軸に沿って前記巻部の各端に設けられたケーブルプロテクタとを備える一対の機械的リンク。
2. 前記ケーブルプロテクタが、前記隣接する巻部の端を受け止める管によって前記隣接する巻部の端に固定されている請求項１に記載の一対の機械的リンク。
3. 前記各管が、幅よりも大きい長さを有する請求項２に記載の一対の機械的リンク。
4. 前記各ケーブルプロテクタが、それぞれ隣接する前記リンクに係合する前記ケーブルプロテクタの外端から延びる突出部によってそれぞれ隣接する前記リンクに固定されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の一対の機械的リンク。
5. 前記各ケーブルプロテクタが、隣接する前記巻部の端を受け止めるように窪んだ内面を有する請求項１から請求項４のいずれかに記載の一対の機械的リンク。
6. 前記ケーブルプロテクタが、互いに係合している、または、前記ケーブルの幅よりも狭い間隙によって分離されている請求項１から請求項５のいずれかに記載の一対の機械的リンク。
7. 前記ケーブルプロテクタが、互いに係合している請求項６に記載の一対の機械的リンク。
8. 前記各ケーブルプロテクタが、前記リンクを形成する材料の摩擦係数よりも低い摩擦係数を有する材料から実質的に形成されている請求項１から請求項７のいずれかに記載の一対の機械的リンク。
9. 前記リンクおよび前記ケーブルプロテクタが、別々の部材として形成されている請求項１から請求項８のいずれかに記載の一対の機械的リンク。
10. 両リンクに沿って延び、リンクの回転動作を受け止めるように構成される第２のケーブルをさらに備え、前記第２のケーブルは、前記回転軸と一致する巻軸を持つ巻部を有し、前記第２のケーブルの隣接する前記巻部の端を拘束するとともに該端に固定され、さらに隣接するリンクに固定されるように回転軸に沿って前記巻部の各端にケーブルプロテクタが備えられている請求項１から請求項９のいずれかに記載の一対の機械的リンク。
11. 隣接する前記巻部の端を拘束するとともに該端に固定され、さらに隣接するリンクに固定されるように前記回転軸に沿って前記巻部の各端にケーブルプロテクタが備えられている請求項１から請求項１０のいずれかに記載の一対の機械的リンク。
12. 前記各ケーブルプロテクタが、特定の作動条件のもとでのみ、隣接する前記巻部の端に係合する請求項１１に記載の一対の機械的リンク。
13. 中心穴を有し、ケーブルの隣接する巻部の端を受け止めるように内面が窪んだ円板状部材と、
    該円板状部材の外端から接線方向に延設され、ケーブルの前記巻部から延びている長さ分のケーブルを受けて固定する管を成す底壁および一対の側壁を有するアームと、
    前記円板状部材の外端から延びるタグとを備えるケーブルプロテクタ。
14. 前記円板状部材の前記内面から延びるハブをさらに備える請求項１３に記載のケーブルプロテクタ。
15. 横回転軸の回りに回転可能に接続された一対のリンク間のケーブルのルーティング方法であって、
    前記ケーブルに、前記リンクの前記回転軸と一致する巻軸を有する巻部を備える工程を備え、
    隣接する前記巻部の端を拘束するとともに該端に固定されるように、さらに、隣接する前記リンクに固定されるように、前記回転軸に沿って前記巻部の各端にケーブルプロテクタが設けられるケーブルのルーティング方法。

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