JP2014141204A - パイロンと翼を連結するリンク部材、航空機のパイロンおよび航空機 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲のスペースが狭くても、締め付け、取り外しが容易なパイロンと翼を連結するリンク部材を提供する。
【解決手段】リンク部材５０は、荷重の伝達要素となるリンク・プレート５１と、リンク・プレート５１の一端側に配置される同軸ブッシュ５２及びリンク・プレート５１の他端側に配置される偏心ブッシュからなる偏心ブッシュ５３と、を備える。そして、２枚で一対のリンク・プレート５１を所定の間隔をあけて対向配置させ、ボルトＢ１とナットＮ１により、連結片１２と翼マウント１３を連結する。リンク部材５０は、リンク部材５０の奥側において、ナットＮ１が回転するのを規制するナット・リテーナ６０を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、航空機のパイロンと翼を連結するリンク部材、航空機のパイロンおよび航空機に関する。

航空機のエンジンは、翼に対し、パイロン・ストラットと称される構造部材を介して取り付けられている（例えば、特許文献１）。
図７に示すように、パイロン・ストラット１は、翼２の下面に、飛行方向の前方ｘに向けて延びるように設けられている。エンジン４は、パイロン・ストラット１の下面に、前部のファン部４ａが前部エンジンマウント５により取り付けられ、後部のコア部４ｂが後部エンジンマウント６により取り付けられている。

エンジン４側とパイロン・ストラット１側との間には、様々な方向の力が作用する。例えば、エンジン４の推力と、逆噴射時における力とにより、前後方向の力が作用する。また、着陸時には、上下方向の力が作用する。この上下方向の力としては、例えばハードランディング（上下方向に衝撃を伴うような着陸）時や、胴体着陸時の衝撃等もあり得る。また、エンジン４の作動時には、ファンの回転による回転方向のトルクも作用する。このため、前部エンジンマウント５、後部エンジンマウント６は、これらの力に対して十分な強度を有している。
一方で、パイロン・ストラット１は、エンジン４と翼２を連結するものであり、パイロン・ストラット１に生じた上記の力を翼２に伝達して逃がすために、パイロン・ストラット１と翼２の間をリンク部材で繋いでいる。

特開２０１１−１１６１８６号公報

このリンク部材は、パイロン・ストラット側と翼側の各々に両端がボルト、ナットによって固定されている。ところが、リンク部材の周囲に十分な作業スペースを確保できない場合がある。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、周囲のスペースが狭くても、締め付け、取り外しが容易なパイロン・ストラットと翼を連結するリンク部材を提供することを目的とする。

かかる目的のもとなされた本発明は、航空機のパイロンと翼を連結するリンク部材に関する。
本発明のリンク部材は、第１荷重伝達部材と第２荷重伝達部材を備える。第１荷重伝達部材と第２荷重伝達部材は、所定間隔をあけて対向配置される。
第１荷重伝達部材は、第１荷重伝達部と、第１荷重伝達部の両端に設けられる第１ａ連結部及び第１ｂ連結部と、を備える。
第２荷重伝達部材は、第２荷重伝達部と、第２荷重伝達部の両端に設けられる第２ａ連結部及び第２ｂ連結部と、を備える。

本発明のリンク部材は、第１締結具と第２締結具を備える。
第１締結具は、第１ａ連結部、及び、第２ａ連結部を貫通して、パイロンと第１ａ連結部及び第２ａ連結部とを締結するボルト及びナットからなる。
第２締結具は、第１ｂ連結部、及び、第２ｂ連結部を貫通して、翼と第１ｂ連結部及び第２ｂ連結部とを締結するボルト及びナットからなる。
なお、ここではいう締結は、直接的な締結のみならず、間接的な締結を含む。直接的な締結とは、後述する実施形態のリンク・プレート５１とパイロン・ストラット１１（連結片１２）の締結関係をいい、間接的な締結とは、後述する実施形態のリンク・プレート５１と翼マウント１３の締結関係をいう。

本発明のリンク部材は、第１締結具及び第２締結具の各々のナットの回転を規制する回転規制部材を備える。この回転規制部材は、ナットが配置される第１荷重伝達部及び第２荷重伝達部のいずれか一方に固定される。
本発明のリンク部材は、回転規制部材を備えるので、第１締結具及び第２締結具の締め付け時及び取り外し時に、人手でナットを固定する作業を必要としない。

本発明のリンク部材において、第１ａ連結部及び第１ｂ連結部に、偏心ブッシュが配置される、第１締結具のボルトは、偏心ブッシュを介して第１ａ連結部及び第１ｂ連結部に支持される場合がある。
この場合には、回転規制部材は、第１締結具に対応する第１部材と、第２締結具に対応する第２部材と、に分割して設けられることが好ましい。
偏心ブッシュを調整することで第１締結具のボルトと第２締結具のボルトの間隔が変動するが、第１部材と第２部材に分割しておけば、この変動に容易に対応することができる。

本発明のリンク部材において、第１締結具及び第２締結具の各々のボルトが脱落するのを規制する脱落規制部材を備え、脱落規制部材は、ボルトの頭部が配置される第１荷重伝達部及び第２荷重伝達部のいずれか一方に固定されることが好ましい。リンク部材の安全性の向上に資するからである。

回転規制部材とは異なり、脱落規制部材は一体で形成しても不都合がないので、一体で形成して第１締結具及び第２締結具の各々のボルトが抜け出るのを規制することが好ましい。
さらに、第１締結具及び第２締結具のいずれか一方のボルトに係止されることで、脱落規制部材が変位するのを防止する係止片を備えることが好ましい。脱落規制部材によるボルトの抜け止め状態を維持するのに有効である。

本発明のリンク部材は、以下の場合に特に効果的である。つまり、リンク部材をパイロン及び前記翼へ取り付ける際に作業を行う手前側と、リンク部材を境にして手前側と反対側の奥側と、が存在するものとする。この場合、第１締結具及び第２締結具の各々のボルトが手前側に配置され、第１締結具及び第２締結具の各々のナットが奥側に配置されることが好ましい。そうすれば、作業がし難い奥側へのアクセスを必要ないからである。

本発明のリンク部材によれば、第１締結具及び第２締結具の各々のナットの回転を規制する回転規制部材を備えるので、第１締結具及び第２締結具の締め付け時及び取り外し時に、人手でナットを固定する作業を必要としない。つまり本発明によると、周囲のスペースが狭くても、締め付け、取り外しが容易なパイロンと翼を連結するリンク部材を提供できる。

本実施の形態に係るリンク部材がパイロン・ストラットと翼固定マウントを連結している様子を示す斜視図である。 図１のII−II線矢視断面図である。 図１のリンク部材のみを手前側から示す斜視図である。 図１のリンク部材のみを奥側から示す斜視図である。 リンク・プレートを説明するための図である。 従来の航空機の翼へのエンジンの取り付け構造を示す図である。 本実施の形態に係るリンク部材を適用するパイロン・ストラット及びその周囲を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態にかかるリンク部材を詳細に説明する。なお、以下の説明における前・後は、航空機の飛行方向を基準にして特定されるものとする。
本実施形態に係るリンク部材５０は、航空機の翼とパイロンを構成するパイロン・ストラットを連結するために用いられる。そこで、はじめに図６を参照して、パイロン・ストラット及びその周囲の概略構造を説明する。
図６に示すように、航空機の翼１０には、ターボファン式のエンジン２０が、パイロン８０により支持されている。パイロン８０は、パイロン・ストラット１１、パイロン・ストラット１１と翼１０を連結するリンク部材１５、１６を含んで構成されている。なお、このリンク部材１５、１６は、本実施形態が対象とするリンク部材５０とは異なる部位に設けられている。
パイロン・ストラット１１は、翼１０の下面に、飛行方向の前方ｘに向けて延びるように設けられている。パイロン・ストラット１１は、前後方向に直交する断面における形状が台形で、後方から前方に行くに従いその断面積が漸次縮小している。

エンジン２０は、飛行方向の前方ｘに設けられるファン部２０ａと、ファン部２０ａの後方に設けられるエンジンコア部２０ｂと、を備えている。ファン部２０ａは、断面円形のシュラウド２１内にファンを内蔵している。また、エンジンコア部２０ｂは、ファン部２０ａよりも小径な円筒状のハウジング２２内に収容されているとともに、ファンを駆動するための機構を備えている。

エンジン２０は、パイロン・ストラット１１の下面に、ファン部２０ａが前部エンジンマウント３０により取り付けられ、エンジンコア部２０ｂが後部エンジンマウント４０により取り付けられている。
そして、エンジン２０およびパイロン・ストラット１１は、筒状のエンジンナセル２３内に収容されている。

前部エンジンマウント３０は、ボルト等の結合手段により、上面３０ａがパイロン・ストラット１１の下面に固定され、下面３０ｂがエンジン２０のファン部２０ａのシュラウド２１に固定されている。

後部エンジンマウント４０は、エンジン２０側に固定されたエンジン側マウント部材４１と、パイロン・ストラット１１側に固定されたストラット側マウント部材４２とから形成されている。
ここで、エンジン側マウント部材４１は、ボルト等の結合手段により、その下面４１ａがエンジン２０のエンジンコア部２０ｂのハウジング２２の上面に固定されている。
また、エンジン側マウント部材４１の上部には、補強ロッド４５の一端４５ａが連結されている。この補強ロッド４５は、他端４５ｂが、エンジン２０のエンジンコア部２０ｂとファン部２０ａとの連結部近傍に連結されている。これにより、補強ロッド４５は、エンジン２０の前部の支持を補強する。

リンク部材５０は、パイロン・ストラット１１と翼１０を連結するための部材である。この連結のために、パイロン・ストラット１１は、その後端に翼１０に向けて突出する連結片１２を備える。一方、翼１０は、リンク部材５０に直接連結される翼マウント１３（図１参照）を備えており、翼マウント１３の上に支持された状態で固定される。
以下、リンク部材５０の具体的な構成について図１〜図５を参照して説明する。

リンク部材５０は、一端（下端）がパイロン・ストラット１１の連結片１２に連結され、他端（上端）が翼マウント１３に連結される。本実施形態は、二組のリンク部材５０が、八の字状に配置されることで、翼マウント１３（翼１０）を支持するとともに、パイロン・ストラット１１に生じた横荷重等を翼１０に伝達して逃がす。したがって、リンク部材５０は、機械的な支持に加えて、パイロン・ストラット１１と翼１０の間の荷重伝達部材として機能する。
なお、前述の前・後の規定にかかわらず、図２において、リンク部材５０を境にして右側を手前、左側を奥と言うことがある。

リンク部材５０は、図２〜図４に示すように、荷重の伝達要素となるリンク・プレート５１と、リンク・プレート５１の一端側に配置される同軸ブッシュ５２及びリンク・プレート５１の他端側に配置される偏心ブッシュ５３と、偏心ブッシュ５３を操作するハンドル５５と、を備える。そして、２枚で一対のリンク・プレート５１を所定の間隔をあけて対向配置させ、ボルトＢ１を各々同軸ブッシュ５２及び偏心ブッシュ５３を貫通させ、露出したねじ部分にナットＮ１を締め付けることで、連結片１２と翼マウント１３を連結する。

リンク部材５０は、ナット・リテーナ６０及びボルト・リテーナ７０をさらに備えている。
ナット・リテーナ６０は、リンク部材５０の奥側において、ナットＮ１の回転を規制する。また、ボルト・リテーナ７０は、リンク部材５０の手前側において、ボルトＢ１の脱落を規制する。
なお、以下、２枚で一対のリンク・プレート５１において、互いに対向する側を内側、内側の裏側を外側と定義する。

図３及び図５に示すように、リンク・プレート５１は、矩形状の荷重伝達部５１ａと、荷重伝達部５１ａの両端に設けられる円形状の連結部５１ｂ，５１ｄと、を備えている。リンク・プレート５１は、ステンレス鋼、その他の金属材料を用い、プレス加工、鋳造、削り出し等の工法により、荷重伝達部５１ａと連結部５１ｂ，５１ｄが一体として作製される。また、炭素繊維複合材等、荷重に耐荷可能な金属以外の材料を使用することも可能である。
荷重伝達部５１ａは、パイロン・ストラット１１から翼１０に荷重を伝達する主体をなす。荷重伝達部５１ａの厚さを適宜設定することにより、伝達する荷重を調整することができる。
連結部５１ｂは、荷重伝達部５１ａの長手方向の一方端に位置し、同軸ブッシュ５２を嵌合、保持する貫通孔５１ｃが形成されている。また、連結部５１ｄは、荷重伝達部５１ａの長手方向の他方端に位置し、偏心ブッシュ５３を嵌合、保持する貫通孔５１ｅが形成されている。

同軸ブッシュ５２は、外周と内周が同軸をなす中空円筒状の部材であり、ボルトＢ１が貫通される。
偏心ブッシュ５３は、外周の中心軸に対して内周の中心軸がずれている中空円筒状の部材である。偏心ブッシュ５３はリンク・プレート５１の外側に露出するフランジ５３ａを軸方向の一方端に備えている。このフランジ５３ａの周囲には、ノッチが連続して形成されている。このノッチに噛合うノッチを有するハンドル５５の作用縁５５ａをフランジ５３ａの周囲に嵌め、必要なときにハンドル５５を操作して、偏心ブッシュ５３を回転させる。そうすると、内周が旋回運動するので、これに追従してボルトＢ１が軸心回りに旋回することで、軸心の位置を調整できる。

一方に偏心ブッシュを用いることにより、同軸ブッシュ５２を貫通するボルトＢ１と偏心ブッシュ５３を貫通するボルトＢ１の軸芯間の距離を調整することができる。公差の関係で、個体間で、パイロン・ストラット１１と翼マウント１３の間の間隔が相違するのに対応するためである。

ナット・リテーナ６０は、奥側に配置されるリンク・プレート５１の表面に固定され、ボルトＢ１に締結されたナットＮ１の回転を規制する。
ナット・リテーナ６０は、リンク・プレート５１の荷重伝達部５１ａにボルトＢ２とナットＮ２に締結して固定される取付け部６０ａと、ナットＮ１に嵌合される係止孔６０ｃが形成された係止部６０ｂと、を備える。係止孔６０ｃは、ナットＮ１の外形が緩みなく嵌合できる寸法を有するように六角形に形成されている。

ナット・リテーナ６０は、偏平な金属板を折り曲げ加工することで、取付け部６０ａと係止部６０ｂの間に段差を設ける。ナット・リテーナ６０がリンク・プレート５１に取り付けられると、取付け部６０ａはリンク・プレート５１に密着されるが、係止部６０ｂはリンク・プレート５１から離れて配置される。また、取り付けられたナット・リテーナ６０は、リンク・プレート５１の投影面内に含まれるように平面形状が形成されているので、ナット・リテーナ６０は格別なスペースを必要としない。

ナット・リテーナ６０は、連結部５１ｂ，５１ｄの各々に一つずつ分割して設けられる。これは、連結部５１ｄに偏心ブッシュ５３を設けていることに基づく。つまり、本発明においては、連結部５１ｂ，５１ｄの各々に設けられるナット・リテーナ６０を一体に作製することも可能である。しかし、偏心ブッシュ５３を調整するとボルトＢ１，Ｂ１の軸芯間の距離が変動するが、一体でナット・リテーナを作製すると係止孔（６０ｃ，６０ｃ）間の距離を調整することができない。係止孔を長孔にすれば軸芯間の距離の変動に対応できるが、ナットＮ１の回転を許容することになり、好ましくない。これに対して、本実施形態は、連結部５１ｄに対応するナット・リテーナ６０を取り付けるためにリンク・プレート５１に形成するボルト孔を長孔にすることで、偏心ブッシュ５３の調整に対応する。

ボルト・リテーナ７０は、手前側に配置されるリンク・プレート５１の表面に固定され、ボルトＢ１の脱落を規制する。
ボルト・リテーナ７０は、リンク・プレート５１の荷重伝達部５１ａにボルトＢ２とナットＮ２に締結して固定される取付け部７０ａと、取付け部７０ａの両端に配置される抜け止め部７０ｂ，７０ｄと、を備える。

ボルト・リテーナ７０は、偏平な金属板を折り曲げ加工する或いは複合材を該当形状に成型することで、取付け部７０ａと抜止め部７０ｂ，７０ｄの間に段差を設ける。ボルト・リテーナ７０がリンク・プレート５１に取り付けられると、取付け部７０ａはリンク・プレート５１に密着されるが、抜止め部７０ｂ，７０ｄはボルトＢ１の頭部との間に間隔があくようにリンク・プレート５１から離れて配置される。抜止め部７０ｂは、幅方向の両端からリンク・プレート５１に向けて延びる一対のフランジ７０ｃが形成されている。一対のフランジ７０ｃは、ボルトＢ１の頭部の周囲まで延びているので、ボルトＢ２が緩んでボルト・リテーナ７０が回転しようとしてもフランジ７０ｃにボルトＢ１が係止されるので、ボルト・リテーナ７０が回転するのを規制する。ボルト・リテーナ７０もまた、リンク・プレート５１の投影面内に含まれるように平面形状が形成されているので、格別なスペースを必要としない。

本実施形態のいくつかの構成要素と本発明の対応関係を念のために下記しておく。
本実施形態のリンク・プレート５１が本発明の荷重伝達部材を構成する。
一対のリンク・プレート５１の一方が第１荷重伝達部材、他方が第２荷重伝達部材を構成する。
リンク・プレート５１の連結部５１ｂが第１ａ連結部、第２ａ連結部を構成し、連結部５１ｄが第１ｂ連結部、第２ｂ連結部を構成する。
連結部５１ｂに配置されるボルトＢ１，ナットＮ１が第１締結具を構成し、連結部５１ｄに配置されるボルトＢ１，ナットＮ１が第２締結具を構成する。

次に、以上説明したリンク部材５０による効果について説明する。
リンク部材５０は、ナット・リテーナ６０によりナットＮ１の回転が規制されている。したがって、リンク部材５０は、ナットＮ１が設けられる奥側にスペースがなくて人手によりナットＮ１を固定できなくても、ボルトＢ１の側を回転させるだけで、ボルトＢ１を締め付け、または、取り外すことができる。よって、本発明によれば、周囲のスペースが狭くても、パイロン・ストラット１１と翼マウント１３（翼１０）を容易に連結することかできる。

ただし、本発明によるリンク部材５０は、スペースのない奥側にナットＮ１が配置されることを必須とするものではなく、スペースのない奥側にボルトＢ１が配置されてもよい。この場合でも、ボルトＢ１を回転させれば、ボルトＢ１を締め付け、または、取り外すことができる。もっとも、ボルトＢ１を挿入するスペースが最低限確保される必要がある。

また、本実施形態のナット・リテーナ６０は、連結部５１ｂ及び連結部５１ｄの各々に対応して一つずつ設けている。したがって、一方の連結部５１ｄに偏心ブッシュ５３を用いてボルトＢ１，Ｂ１間の間隔を変動させてもナット・リテーナ６０によりナットＮ１の回転を支障なく規制できる。

本実施形態のリンク部材５０は、ボルト・リテーナ７０を備えているので、不慮によりボルトＢ１がリンク・プレート５１から脱落することを防止できる。

ボルト・リテーナ７０は、ボルトＢ１の頭部の周囲まで延びるフランジ７０ｃを備えているので、ボルト・リテーナ７０が回転することを規制する。したがって、本実施形態のリンク部材５０によると、ボルトＢ１がリンク・プレート５１から脱落することをより確実に防止できる。

また、本実施形態は、一体のボルト・リテーナ７０で２本のボルトＢ１を抜け止めするので、ボルト・リテーナ７０の取り付け作業の負担を軽減できる。

なお、上記実施形態では、二組のリンク部材５０を用いる例を示しているが、本発明は、一組のリンク部材５０だけを用いることを許容し、この場合でも上述した効果を享受できることは言うまでもない。
また、本実施形態は荷重伝達部材として板状の部材（リンク・プレート５１）を用いているが、本発明は他の形態の荷重伝達部材を用いることができる。例えば、リンク・プレート５１よりも肉厚な矩形断面を有する部材、楕円形断面を有する部材を、荷重伝達部材として用いることができる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

１ パイロン・ストラット
２ 翼
４ エンジン
４ａ ファン部
４ｂ コア部
５ 前部エンジンマウント
６ 後部エンジンマウント
１０ 翼
１１ パイロン・ストラット
１２ 連結片
１３ 翼マウント
１５，１６ リンク部材
２０ エンジン
２０ａ ファン部
２０ｂ エンジンコア部
２１ シュラウド
２２ ハウジング
２３ エンジンナセル
３０ 前部エンジンマウント
３０ａ 上面
３０ｂ 下面
４０ 後部エンジンマウント
４１ エンジン側マウント部材
４１ａ 下面
４２ ストラット側マウント部材
４５ 補強ロッド
４５ａ 一端
４５ｂ 他端
５０ リンク部材
５１ リンク・プレート
５１ａ 荷重伝達部
５１ｂ，５１ｄ 連結部
５１ｃ，５１ｅ 貫通孔
５２ 同軸ブッシュ
５３ 偏心ブッシュ
５３ａ フランジ
５５ ハンドル
５５ａ 作用縁
６０ ナット・リテーナ
６０ａ 取付け部
６０ｂ 係止部
６０ｃ 係止孔
７０ ボルト・リテーナ
７０ａ 取付け部
７０ｂ，７０ｄ 抜け止め部
７０ｃ フランジ
８０ パイロン
Ｂ１，Ｂ２ ボルト
Ｎ１，Ｎ２ ナット

Claims (7)

1. 航空機のパイロンと翼を連結するリンク部材であって、
   第１荷重伝達部と、前記第１荷重伝達部の両端に設けられる第１ａ連結部及び第１ｂ連結部と、を備える第１荷重伝達部材と、
   第２荷重伝達部と、前記第２荷重伝達部の両端に設けられる第２ａ連結部及び第２ｂ連結部と、を備え、前記第１荷重伝達部材と所定間隔あけて対向して配置される第２荷重伝達部材と、
   前記第１ａ連結部、及び、前記第２ａ連結部を貫通して、前記パイロンと前記第１ａ連結部及び前記第２ａ連結部とを締結するボルト及びナットからなる第１締結具と、
   前記第１ｂ連結部、及び、前記第２ｂ連結部を貫通して、前記翼と前記第１ｂ連結部及び前記第２ｂ連結部とを締結するボルト及びナットからなる第２締結具と、
   前記第１締結具及び前記第２締結具の各々の前記ナットの回転を規制する回転規制部材と、を備え、
   前記回転規制部材は、前記ナットが配置される前記第１荷重伝達部及び前記第２荷重伝達部のいずれか一方に固定される、
   ことを特徴とするリンク部材。
2. 前記第１ａ連結部及び前記第１ｂ連結部には、偏心ブッシュが配置され、
   前記第１締結具の前記ボルトは、前記偏心ブッシュを介して前記第１ａ連結部及び前記第１ｂ連結部に支持され、
   前記回転規制部材は、前記第１締結具に対応する第１部材と、前記第２締結具に対応する第２部材と、に分割して設けられる、
   請求項１に記載のリンク部材。
3. 前記第１締結具及び前記第２締結具の各々の前記ボルトの脱落を規制する脱落規制部材を備え、
   前記脱落規制部材は、前記ボルトの頭部が配置される前記第１荷重伝達部及び前記第２荷重伝達部のいずれか一方に固定される、
   請求項１又は２に記載のリンク部材。
4. 前記脱落規制部材は一体で形成され、
   前記第１締結具及び前記第２締結具のいずれか一方の前記ボルトに係止されることで、前記脱落規制部材の変位を防止する係止片を備える、
   請求項３に記載のリンク部材。
5. 前記リンク部材を前記パイロン及び前記翼へ取り付ける際に作業を行う手前側と、前記リンク部材を境にして前記手前側と反対の奥側と、が存在し、
   前記第１締結具及び前記第２締結具の各々の前記ボルトが前記手前側に配置され、
   前記第１締結具及び前記第２締結具の各々の前記ナットが前記奥側に配置される、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のリンク部材。
6. リンク部材により航空機の翼と連結されるパイロンであって、
   前記リンク部材は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリンク部材である、
   航空機のパイロン。
7. パイロンと翼がリンク部材により連結された航空機であって、
   前記リンク部材は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のリンク部材である、
   航空機。

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