JP2018534503A - 伸縮式トルクチューブアセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は概ね、航空機設備若しくは飛行制御駆動系、又は伸縮式トルクチューブを必要とする任意の駆動系で使用される(トルクシャフトと称される場合がある)トルクチューブに関する。
伸縮式トルクチューブは、トルクチューブの取付け又は取外しを容易にするために、トルクチューブ上の端部取付具を伸長位置から収縮位置へ移動させることによって、一時的に長さを短縮させることができる、駆動系に使用される一種のシャフトである。トルクチューブが適切に機能するために、伸縮式端部取付具を伸長位置で係止しなければならない。通常、トルクチューブ及び端部取付具上の噛み合ったスプラインによって、トルクチューブと端部取付具との間でトルクが伝達される。
トルクチューブ上の伸長位置で端部取付具を解放可能に係止するいくつかの方法が既知である。ある手法は、単にクロスボルトを使用して、端部取付具をトルクチューブに係止する。取付者は、端部取付具とトルクチューブの軸線方向に重なる端部における位置合わせされた穴を通って横方向にクロスボルトを挿入し、必要な道具を使用して、ボルトを締め付ける。典型的には、クロスボルトは、端部取付具の軸線方向の動きのみを抑制し、トルクチューブによって伝えられるトルクが非常に小さい場合を除き、噛み合ったスプラインによってトルクが伝達される。伸縮式アセンブリを短縮させるために、クロスボルトを取り外さなければならない。
他の手法は、トルクチューブと端部取付具との間に作用する、軸線方向に配置された内部ばねを使用して、端部取付具を伸長位置に向かって付勢する。端部取付具及びトルクチューブは、トルクチューブの長手方向軸線方向を中心とした端部取付具とトルクチューブとの間の相対的回転によって、端部取付具が伸長位置及び収縮位置において係止され、相対的逆回転によって係止解除できるように構成することができる。伸縮式トルクチューブアセンブリを短縮させるために、取付者は、端部取付具を回転させて、伸長位置から端部取付具を係止解除し、その後、端部取付具を収縮位置まで押し込むことができる。
他の既知の手法は、伸縮式トルクチューブアセンブリの端部取付具を軸線方向の動きから係止するように配置された、ばね上げされた径方向に伸長するディテントピンを用いる。取付者は、スプリングディテントピンを押して、ピンと端部取付具との間の干渉を停止させ、端部取付具の軸線方向の動きを可能にする。
伸縮式トルクチューブアセンブリのトルクチューブに端部取付具を連結するためのこれらの現況技術の手法は、トルクチューブ及び端部取付具以外に更なる部品を必要とし、これにより、アセンブリの重量及びコストが増加する一方、アセンブリの信頼性が減少している。端部取付具を収縮させるための手順は、時間がかかる場合があり、道具を必要とする場合があり、緩みのある締め具を伴う場合がある。
本発明は、信頼性があり、安全で、操作が容易であり、低コスト及び軽量である伸縮式トルクチューブアセンブリを提供する。アセンブリは、落下又は紛失する場合があるナット、ボルト、コッタピン、スナップリングなどの緩みのある締め具を有さない。伸縮式アセンブリを操作するための道具は不要である。本発明の伸縮式トルクチューブアセンブリは、2つの部品のみ、すなわち、端部取付具及びトルクチューブを有する。
本発明の第1の実施形態において、弾性的に偏向可能な係止タブがトルクチューブ上に設けられ、端部取付具は、端部取付具が伸長位置にあるとき、係止タブを受容するために配置された係止スロットを含む。係止タブは、当接縁部を有し、係止スロットは、係止タブが非偏向状態にあるとき、当接縁部と係合するための、係止タブの当接縁部に対向する、限界縁部を有して、伸長位置から収縮位置に向かう、トルクチューブに対する端部取付具の軸線方向の調節を防止する。係止タブは、係止タブの当接縁部が係止スロットの限界縁部に対向しないように、使用者によって偏向可能であり、これにより、伸長位置から収縮位置への、トルクチューブに対する端部取付具の軸線方向の調節が可能となる。
本発明の第2の実施形態において、係止タブ及び係止スロットの場所が反転する(すなわち、係止タブは、端部取付具上にあり、係止スロットは、トルクチューブ内に形成されている)。
係止タブは、一対の当接縁部を有するように構成されてもよく、係止スロットは、軸線方向両側で係止するための一対の限界縁部を有してもよく、その結果、端部取付具は、収縮位置方向に向かう調節から係止され、また、トルクチューブ上に保持される。あるいは、別個の保持タブ及び保持スロットを設けて、端部取付具をトルクチューブから分離させる傾向がある方向への端部取付具の移動を制限することができる。
本発明の特質及び動作モードは、添付の図面を参照しつつ、以下に示す本発明の詳細な説明により良く説明されるであろう。
図1及び図2は、本発明の第1の実施形態によるアセンブリのトルクチューブ14に、アセンブリの端部取付具12を伸縮可能に連結するための装置を組み込んでいる伸縮式トルクチューブアセンブリ10を示す。図1は、トルクチューブ14の対向する両端部領域に端部取付具12を有するアセンブリ10の全体を示す。アセンブリ10は、長手方向調節軸線11を有し、端部取付具12は、軸線11に沿ってトルクチューブ14に対して伸縮調節可能である。端部取付具12及びトルクチューブ14の重なる端部領域は、端部取付具12とトルクチューブ14との間でトルクを伝達するための噛み合ったスプライン16及び18を含む。以下の記述において、端部取付具12のうち一方を、トルクチューブ14の噛み合う端部領域に連結するための装置について詳細に説明するが、トルクチューブ14の反対側端部にある端部取付具は、鏡像形式で連結することができることを理解されたい。
図2において、端部取付具12は、伸長位置で係止され、これは、トルクチューブアセンブリ10の通常動作中の端部取付具12の位置である。図示された実施形態において、一対の弾性的に偏向可能な係止タブ20がトルクチューブ14上に設けられている。それぞれの係止タブ20は、トルクチューブ14の軸線方向に延在し、トルクチューブの径方向外側にわずかに屈曲している。それぞれの係止タブ20は、当接縁部20Aを有している。端部取付具12は、一対の係止タブ20をそれぞれ受容するために配置された一対の係止スロット22を含む。それぞれの係止スロット22は、対応する係止タブ20の当接縁部20Aに対向し、係止タブが非偏向状態にあるとき当接縁部に係合するための、限界縁部22Aを有している。その結果、トルクチューブ14に対する、端部取付具12の軸線方向の収縮を防止する。図2に示されるように、トルクチューブ14の係止タブ20及びスプライン18は、例えば、溶接によって、トルクチューブ14の一部となるように、トルクチューブ14の端部領域に固定された別体スリーブ15に形成されていてもよい。あるいは、係止タブ20及びスプライン18は、トルクチューブ14と一体的に形成されていてもよい。端部取付具12のスプライン16を、端部取付具の内壁に収容し、内壁をくり抜いて配置してもよい。
図3及び図4は、どのように端部取付具12を係止解除し、伸長位置から、アセンブリ10を取付け、又は駆動系から取り外すために好適な収縮位置へ伸縮調節することができるかを図示している。図3に示されるように、例えば、手動で両方の係止タブを同時に押すことによって、使用者によって、径方向内側に同時に一対の係止タブ20を偏向させることができる。これにより、当接縁部が係止スロット22の限界縁部22Aに対向しないように、係止タブ20の当接縁部20Aを変位させ、これによって、トルクチューブ14に対する端部取付具12の、図4に示された収縮位置への軸線方向の調節が可能になる。係止タブ20を同時に偏向し易くするために、軸線11を中心に互いに対して直径方向反対側に係止タブを配置してもよい。
収縮位置から伸長位置へ端部取付具12を戻すことができる。端部取付具が伸長位置に到達すると、弾性係止タブ20は、図2に示されるように、係止スロット22に再び一旦受容される。
図5は、係止タブ20のうち一方を平面図で示す。図5の係止タブ20は、矩形フィンガー形状である。
図6は、係止タブ20の代替的な形体を示し、係止タブは巻きついて、U字形状である。図6に示された形体は、伸長位置から収縮位置への端部取付具12の移動を防止し、また、トルクチューブ14から端部取付具12が分離することを防止するために、反対方向に端部取付具12が移動することを制限するように設計されている。U字形状の係止タブ20は、係止スロット22の第1の限界縁部22Aに対向する第1の当接縁部20Aを有し、係止スロット22の第2の限界縁部22Bに対向する第2の当接縁部20Bを有する。端部取付具12が伸長位置にあるとき、トルクチューブ14に対する、端部取付具12の更に伸長する動きが、第2の当接縁部20Bと第2の限界縁部22Bとの係合によって阻止され、これにより、トルクチューブ14から端部取付具12が分離することを防止する。
図1及び図7は、端部取付具12をトルクチューブ14に保持するための代替的な手法を図示している。この手法において、一対の弾性的に偏向可能な保持タブ30がトルクチューブ14に設けられ、端部取付具12は、端部取付具12が伸長位置にあるとき、保持タブ30を受容するために配置された、対応する一対の保持スロット32を有する。それぞれの保持タブ30は、当接縁部30Aを有し、それぞれの保持スロットは、保持タブ30の当接縁部30Aに対向し、保持タブ30が非偏向状態にあるとき、当接縁部に係合するための、限界縁部32Aを有する。保持タブ30及び保持スロット32は、係止タブ20及び係止スロット30と比較すると、軸線方向反対に作用するように配置されて、それ故に、トルクチューブから端部取付具が軸線方向に分離することを防止する。図示された実施形態において、保持タブ30及び保持スロット32は、係止タブ20及び係止スロット22から、軸線11を中心に90度オフセットしている。
図8〜図10は、本発明の第2の実施形態に従って形成された伸縮式トルクチューブアセンブリ110を図示する。アセンブリ110は、係止タブが、トルクチューブの代わりに端部取付具に設けられ、係止スロットが、端部取付具の代わりにトルクチューブに設けられている点で、第1の実施形態のアセンブリ10と異なっている。
図8において、端部取付具112は、伸長位置で係止され、一対の弾性的に偏向可能な係止タブ120が端部取付具に設けられている。それぞれの係止タブ120は、トルクチューブ114の軸線方向に延在し、トルクチューブの径方向内側にわずかに屈曲している。それぞれの係止タブ120は、当接縁部120Aを有している。トルクチューブ114は、一対の係止タブ120をそれぞれ受容するために配置された一対の係止スロット122を含む。それぞれの係止スロット122は、対応する係止タブ120の当接縁部120Aに対向し、係止タブが非偏向状態にあるとき当接縁部に係合するための、限界縁部122Aを有している。その結果、トルクチューブ14に対する端部取付具12の軸線方向の収縮を防止する。トルクチューブ114は、限界縁部122Aを画定し、係止タブ120の屈曲領域を受容して、係止係合を確実なものとする、円周方向溝124を有することができる。
図9及び図10は、どのように端部取付具112を係止解除し、伸長位置から、アセンブリ110を取付け、又は駆動系から取り外すために好適な収縮位置へ伸縮調節することができるかを図示している。図9に示されるように、一対の係止タブ120は、使用者によって、径方向外側に同時に偏向可能である。例えば、係止タブ120は、係止タブ120を係合から引き出すように使用者が操作できる、外側脚部120Bを画定する屈曲形状であってもよい。これにより、当接縁部が係止スロット122の限界縁部122Aに対向しないように、係止タブ120の当接縁部120Aを変位させ、これによって、トルクチューブ114に対する端部取付具112の、図10に示された収縮位置への軸線方向の調節が可能になる。第1の実施形態と同様に、両方の係止タブ120を同時に偏向させ易くするために、係止タブ120を、互いに対して直径方向反対側に配置してもよい。
図11は、係止タブ120のうち一方を平面図で示す。図11の係止タブ120は、矩形フィンガー形状である。
図12及び図13は、径方向内側に押すことによって、使用者が係止タブを係合解除することができるように意図された係止タブ120の代替的な形体を示し、係止タブは、巻きついて、J字形状である。J字形状の主脚部分は、当接縁部120Aを画定する一方、J字形状の従脚部分は、径方向外側に湾曲する部分120Cを含む。理解され得るように、湾曲部分120Cに加えられる内向きの圧力は、トルクチューブ114に対してカム作用をもたらすこととなり、これにより、当接縁部120Aを、限界縁部122Aと対向する関係から遠ざかる方向へ引き上げて、端部取付具112の収縮を可能とする。
第1の実施形態に関して上述した手法と類似の手法を使用して、トルクチューブ114上に端部取付具112を保持することができる。例えば、係止タブ120は、両軸線方向への調節の動きを制限するために、係止スロット122のそれぞれの限界縁部と協働する2つの当接縁部を有してもよい。他の例としては、トルクチューブ114から端部取付具112が分離することを防止するために、少なくとも1つの保持タブ及び保持スロットが、係止タブ120及び係止スロット122と別に設けられてもよい。
第1の実施形態のアセンブリ10又は第2の実施形態のアセンブリ110のいずれか一方に関し、係止タブ及び対応する係止スロットの数は、異なっていてもよく、わずか1つでもよいことが当業者によって理解されよう。端部取付具12、112が雄部となるようにサイズ決めされ、トルクチューブ14、114が雌部となるようにサイズ決めされたトルクチューブアセンブリに、本明細書における教示を適合することができることが、当業者によって更に理解されるだろう。強度要件及び重量制限に基づいて、端部取付具12、112及びトルクチューブ14、114を製造するための材料を選択することができる。スチール及びアルミニウムが一般的な材料の選択肢である。
ここまで本発明を、例示的な実施形態に関連させて説明してきたが、この詳細な説明は、本発明の範囲を、記載された特定の形態に限定することを意図してはいない。本発明は、本発明の範囲内に含まれ得る説明された実施形態の代替例、修正例、及び均等物を対象とすることが意図される。
Claims (14)
- トルクチューブの端部領域に端部取付具を伸縮可能に連結するための装置であって、前記トルクチューブ及び前記端部取付具は、長手方向調節軸線を有し、前記長手方向調節軸線に沿って、前記端部取付具は、伸長位置と収縮位置との間で調節可能である、装置であって、前記装置は、
前記トルクチューブ上の、弾性的に偏向可能な係止タブであって、前記係止タブは、当接縁部を有する、係止タブを備え、
前記端部取付具は、前記端部取付具が前記伸長位置にあるとき、前記係止タブを受容するために配置された係止スロットを含み、前記係止スロットは、前記係止タブが非偏向状態にあるとき、前記係止タブの前記当接縁部と係合するための、前記係止タブの前記当接縁部と対向する、限界縁部を有して、前記伸長位置から前記収縮位置へ向かう、前記トルクチューブに対する前記端部取付具の軸線方向の調節を防止し、
前記係止タブは、前記係止タブの前記当接縁部が前記係止スロットの前記限界縁部に対向しないように、使用者によって偏向可能であり、これにより、前記伸長位置から前記収縮位置への前記トルクチューブに対する前記端部取付具の軸線方向の調節が可能となる、装置。 - 前記装置は、一対の前記係止タブと、対応する一対の前記係止スロットと、を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記一対の係止タブは、前記調節軸線を中心に互いに対して反対側に配置されている、請求項2に記載の装置。
- 前記トルクチューブ上の、弾性的に偏向可能な保持タブであって、前記保持タブは、当接縁部を有する、保持タブを更に備え、
前記端部取付具は、前記端部取付具が前記伸長位置にあるとき、前記保持タブを受容するために配置された保持スロットを含み、前記保持スロットは、前記保持タブが非偏向状態にあるとき、前記保持タブの前記当接縁部と係合するための、前記保持タブの前記当接縁部に対向する、限界縁部を有して、前記端部取付具の、前記トルクチューブからの軸線方向の分離を防止する、請求項1に記載の装置。 - 前記係止タブは、U字形状であって、第2の当接縁部を更に有し、
前記係止スロットは、前記係止タブが非偏向状態にあるとき、前記係止タブの前記第2の当接縁部と係合するための、前記係止タブの前記第2の当接縁部に対向する、第2の限界縁部を更に有して、前記端部取付具の、前記トルクチューブからの軸線方向の分離を防止する、請求項1に記載の装置。 - 前記トルクチューブは、トルクチューブのスプラインを含み、前記端部取付具は、前記端部取付具が前記伸長位置にあるとき、前記トルクチューブのスプラインと噛み合う端部取付具のスプラインを含む、請求項1に記載の装置。
- トルクチューブの端部領域に端部取付具を伸縮可能に連結するための装置であって、前記トルクチューブ及び前記端部取付具は、長手方向調節軸線を有し、前記長手方向調節軸線に沿って、前記端部取付具は、伸長位置と収縮位置との間で調節可能である、装置であって、前記装置は、
前記端部取付具上の、弾性的に偏向可能な係止タブであって、前記係止タブは、当接縁部を有する、係止タブを備え、
前記トルクチューブは、前記端部取付具が前記伸長位置にあるとき、前記係止タブを受容するために配置された係止スロットを含み、前記係止スロットは、前記係止タブが非偏向状態にあるとき、前記係止タブの前記当接縁部と係合するための、前記係止タブの前記当接縁部と対向する、限界縁部を有して、前記伸長位置から前記収縮位置へ向かう、前記トルクチューブに対する前記端部取付具の軸線方向の調節を防止し、
前記係止タブは、前記係止タブの前記当接縁部が前記係止スロットの前記限界縁部に対向しないように、使用者によって偏向可能であり、これにより、前記伸長位置から前記収縮位置への前記トルクチューブに対する前記端部取付具の軸線方向の調節が可能となる、装置。 - 前記装置は、一対の前記係止タブと、対応する一対の前記係止スロットと、を備える、請求項7に記載の装置。
- 前記一対の係止タブは、前記調節軸線を中心に互いに対して反対側に配置されている、請求項8に記載の装置。
- 前記端部取付具上に、弾性的に偏向可能な保持タブであって、前記保持タブは、当接縁部を有する、保持タブを更に備え、
前記トルクチューブは、前記端部取付具が前記伸長位置にあるとき、前記保持タブを受容するために配置された保持スロットを含み、
前記保持スロットは、前記保持タブが非偏向状態にあるとき、前記保持タブの前記当接縁部と係合するための、前記保持タブの前記当接縁部に対向する、限界縁部を有して、前記端部取付具の、前記トルクチューブからの軸線方向の分離を防止する、請求項7に記載の装置。 - 前記係止タブは、U字形状であって、第2の当接縁部を更に有し、前記係止スロットは、前記係止タブが非偏向状態にあるとき、前記係止タブの前記第2の当接縁部と係合するための、前記係止タブの前記第2の当接縁部に対向する、第2の限界縁部を更に有して、前記端部取付具の、前記トルクチューブからの軸線方向の分離を防止する、請求項7に記載の装置。
- 前記係止タブは、J字形状であり、前記係止タブの一部は、径方向外側に延在している、請求項7に記載の装置。
- 径方向外側に延在している前記係止タブの前記一部は、湾曲している、請求項12に記載の装置。
- 前記トルクチューブは、トルクチューブのスプラインを含み、前記端部取付具は、前記端部取付具が前記伸長位置にあるとき、前記トルクチューブのスプラインと噛み合う端部取付具のスプラインを含む、請求項7に記載の装置。
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