JP4473449B2 - 制御ケーブル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の分野】
本発明は機械式制御装置組立体に関し、より特別には航空機への応用に適したプッシュプル式又は往復式のケーブル組立体に関する。
【０００２】
【背景】
プッシュプル式制御ケーブルは、離れた所から調整しなければならず又は悪い環境内に置かれる多くのシステム、例えば航空機用エンジンに使用される。これら制御装置は、ケーブルを支持しかつ保護するケーシング内で往復するケーブルを持つことが多い。ケーブルを、その一方の端部において制御すべきシステムに連結し、他方の端部において操縦用のレバー、ペダル及び同等品に連結するために、ケーブルの両端に取付具が取り付けられることが普通である。
【０００３】
この形式の現在の制御装置では、修理又は交換のために制御ケーブルの全組立体を取り外すことが必要であり、そしてケーブル自体は、各端部に永久的に取り付けられた取付具を外すことなしには十分な検査ができない。これらケーブルが故障したときは、通常は、これらは廃棄され交換される。検査を容易にするために、ケーシングを外し又は分解することなしに往復式ケーブルをケーシングから取り出し得る制御装置組立体が望まれる。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、外側ケーシング内に取り付けられかつこの中で往復するようにされた制御ケーブルを有する改良された制御ケーブル組立体を提供する。取付具は、好ましくは、すえ込み又はその他の機械的変形処理により、制御ケーブルの少なくも一方の端部、通常は両端に永久的に取り付けられる。これら取付具は、ケーシングの内径より大きくない投影幅、即ち、ケーブルの軸線に直角の面における幅を持つ。結果として、取り付けられた取付具を含む全制御ケーブルは、検査、保守又は交換のために制御ケーブルを取り出すようにケーシングを通してこれを引くことができる。これが保守を簡単化し、ケーブル組立体の使用寿命をかなり長くする。制御レバー、ペダル又は同等品への連結、或いは制御され又は運転される装置への連結を容易にするために、例えば連結具を容易に外して交換できるねじ継手のような更新可能な連結具により、接続具又はその他の連結用部材を取付具に取外し可能に固定することができる。
【０００５】
本発明は、ボール継手組立体と、ケーシング内部から汚染物を効果的に排除する排除シールとの特有の組合せも提供し、これも使用寿命の増大を助ける。本発明のこれら及びその他の特徴は以下の説明を通して更に説明される。
【０００６】
【詳細な説明】
図１は本発明を具体化する、総合的に１０として引用される、制御ケーブル組立体を図解している。ケーブル組立体１０は航空機のコックピット、又はもう１つの操作範囲から、エンジンコンパートメント（enrine compartment）又は他の遠隔の又は、相対する位置まで延びてもよい。該ケーブル組立体はケーシング４０内での往復用に適合された制御ケーブル２０を有する。ケーシング４０は典型的に、該航空機コックピット、又は他の操作範囲と、該エンジン又は制御されるべき他のシステムが配置されたコンパートメントとの間の壁又は他のパーテション内のバルクヘッド部品（bulkhead fitting）１５を通して延びている。
【０００７】
制御ケーブル２０の各端部は、図１に図解されたカップリング３８の様な、連結部材を取り付けるためにねじ嵌合された端部３２を有する端部ロッド（end rod）２８を備えており、該カップリングは該端部ロッド２８を、航空機キャビン又は他の操作コンパートメント内の制御レバーか、ペダル等に、又はエンジンか、制御されるべき他のシステムに取り付けている。該端部ロッド２８の直径は該ケーシング４０の内径より小さい。これは、取付られた端部ロッドを有する該制御ケーブル２０が、該ケーシング４０を通して引かれること、そしてカップリング３８が該端部ロッドの１つから取り外された時、検査、修理又は交換用に取り外されることを可能にする。大抵の場合、該制御ケーブル２０の両端部は実質的に同じである。かくして、該ケーブルは通常どちらの方向でも取り外し可能である。しかしながら、該端部ロッド上の該ねじの相違の様な、特定の応用のための変型があってもよい。
【０００８】
制御ケーブル２０をケーシング４０から取り外せる能力は、据え込み加工（swaging）等でこの制御ケーブルに恒久的に取り付けられた端部備品を取り外すことなしにはその中央ケーブルが取り外し出来なかった従来技術の制御ケーブル組立体に於いては可能でなかったサービス、保守及び修理を可能にする。これは、しかしながら、本発明の制御ケーブルでは問題でなく、何故ならば該ケーブルに恒久的に取り付けられた該端部ロッドは該ケーシングを通して引くことが出来るからである。典型的に、エンジン或いは操作又は制御されるべき他のシステムと又は制御レバー、ペダル等への連結用に設計されたカップリング３８又は他の連結部材は、ねじ加工された又は他の再生可能な連結部を有する該端部ロッドへ取付られており、該端部ロッドは該連結部材が該端部ロッドか又は該連結部材か何れかを歪ませたり、破損させたりすることなく取り外されることを可能にする。かくして、該制御ケーブルは該ケーシングから取り外し可能でありそして該連結部材は該制御ケーブルが再据え付け又は交換された時交換又は再据え付け出来る。この仕方で該制御ケーブルを取り外ししそして再据え付け又は交換する能力は該ケーブル組立体１０を保守するそして修理するコストを削減し、そしてその使用可能寿命を増す傾向がある。
【０００９】
該制御ケーブル２０の中央部分はこの種の従来制御システムに類似している。それは、外装構造（armor construction）でカバーされ撚り合わせされたワイヤの柔軟なコア２２か又は撚り合わされたワイヤのコア２２の周りに捲き付けられた鋼の平鋼２４により形成されたカバーかから成る。該鋼の平鋼は該撚り合わされたワイヤのコアを摩耗、粉砕等から保護し、そしてもしそれが圧縮下に置かれた場合該コアを支持する。図２で最も良く見られる様に、該外装は該コアの端部から剥がされか又は脱がされるが、該コアは端部ロッド２８内で円筒形のボア（bore）３４内に挿入されている。ボア３４を囲む薄い円筒形のシェル３６は次いで、該ケーブル２０が引っ張り状態に置かれた時該端部ロッド２８とコア２２間の確実な連結を保持するために該柔軟なケーブルの端部上の該裸のボア２２へ充分な圧縮で端部ロッド２８をクランプするよう機械的に据え込み又は圧縮される。
【００１０】
ケーシング４０の中央部分も又従来の制御ケーブル組立体と類似している。撚り合わされたワイヤの管路（conduit）４２は鋼の平鋼４４で捲き付けられ該平鋼は該コア２２上の外装カバーを形成する平鋼２４と同様である。該撚り合わされたワイヤ管路４２はポリテトラフルオロエチレン管４６で内張りされており該管は該制御ケーブル２０上の摩擦を減少させる。
【００１１】
図２に示す様に、ケーシング４０はケーシングキャップ４８の円筒形のボア５２内へ延びており、そして該円筒形のボア５２を囲む薄い環状のシェル５４は、該ケーシングキャップを該ケーシング組立体上に確実にロックするために、機械的に据え込み加工されている。該端部ロッドと該中央コア２２との間の据え込み加工された連結の様に、この連結は強い、信頼性のある連結を提供する。該ケーシング組立体４０と該ケーシングキャップ４８との間の接合は、これらの接合での異物材料を排除するために水密で、２ピース（two piece）のエポキシ密封剤でシールされている。
【００１２】
該ケーブル２０の端部はケーシングキャップ４８上にねじ嵌合されたボールジョイントハウジング７４内に設置された、支持管６２を通して延びている。図２で最も良く見られる様に、該端部ロッド２８とケーブル２０との間の接合は該支持管６２の中央部分内に配置されるのが好ましい。該端部ロッドは、該支持管の外側端部に取付られた、下記でより詳細に説明される、エクスクルーダーシール組立体（excluder seal assemblies）１１０を通して延びている。該制御ケーブル２０はケーシングキャップ４８を通って、該支持管６２の内側端部で、拡大され、実質的に球形のノブ６６内に延びている。これらのノブ６６は概ね円筒形のボールジョイントハウジング７４内に囲まれているが、該ハウジングは該端部ロッドが図解された中央位置から如何なる方向にも少なくとも５度の角度で旋回心軸で回転し通せるようにしている。換言すれば、該端部ロッドは１０度以上の中心角を有する円錐内で旋回（swivel）出来る。図３で示す様に、各ハウジング上で内側へ延びる肩部７６は孔７８を規定するが、該孔はこの孔を通って延びる支持管の断面より僅かに大きい。これは該支持管と端部ロッドが該指定された限界内で旋回心軸で回転することを可能にするが、該ボールジョイント内で該柔軟なコアを破損する過剰な動きを防止する。図３で最も良く見られる様に、制御ケーブル２０の端部は円錐状のボア６８を通して該支持管上の該拡大されたノブに入るが、該ボアは、中で該支持管が旋回心軸で回転出来る円錐の角度と概略等しい円錐角を典型的に有している。これらの円錐のボアの側部は該端部ロッドが旋回心軸で回転する時該制御ケーブルを支持するのを助ける。
【００１３】
又図３で示す様に、該支持管の内側端部の該拡大されたノブ６６は対のポリテトラフルオロエチレンシール９２，９６によりボールジョイントハウジング７４内でシールされている。該ハウジングの内壁内の溝内に設置された保持リング８４により位置的に保持された、ばね８２はシール９２を該支持管の球形の端部６６に対して加圧している。該支持管の球形の端部はシール９６に対し加圧し、該シールは該ハウジング７４の端部上の内側に延びる肩部７６により位置的に保持されている。シール９２と９６は該ケーブル組立体を該支持管６２の表面に沿う汚損から該ケーブル組立体を保護する。シール９２と９６の外側隅部のＯリング（O-ring）９４、９８は該ボールジョイントハウジング７４の内壁に対しシールし、これらの点での汚損についての可能性を最小化する。
【００１４】
上記の様に、各端部ロッド２８は、図４と５に示す、エクスクルーダーシール組立体１１０を通して延びている。該エクスクルーダーシール組立体１１０は、支持管６２の外側端部上にねじ嵌合されたノーズキャップ１１２内の設置された、シャンバンシール（Shamban Seals）から商業的に入手可能なＵカップロッドシール（U-cup rod seal）１１４を有している。ロッドシール１１４は該支持管の端部に対し加圧するばね１１６によりエネルギーを与えられている。該圧縮されたばね１１６は該Ｕカップロッドシールを端部ロッド２８に対し加圧し、この連結での信頼性のあるシールを提供している。
【００１５】
該エクスクルーダーシール組立体は又、図４と５で示されそしてテキサス州、ヒューストン市、ウインズプレシジョン社（Wynn's Precision, Inc, Houston, Texas）から商業的に入手可能である、対のナイフの様な、円錐形で、黄銅のワイパーリング（pair of knife-like conical brass wiper rings）１２２，１３２を組み込んでいるが、該リングは該端部ロッド２８上の異物物質を除去し、処分する（dispose of）ブレードとして作用し、それにより該Ｕカップロッドシールを保護する。これらのリングの各々はその基部又は内側端部にフランジ１２４，１３４を有する。該ワイパーリングは、ニトリル、ブチル、フルオロエラストマー（fluoroelastomers）又はピーテーエフイー（PTFE）の様なエラストマー材料のクッションリング１３８により位置的に保持されている。図５に示す様に、該ワイパーリング１２２，１３２の各々は、該円錐壁内で１８０度離れ隔てられそして該内側ワイパーリング１２２内のスリット１２６が外側ワイパーリングシール内のスリット１３６と整合しない様に配向された対のスリット又はノッチ１２６，１３６を有する。これらのスリットは柔軟性を提供し、膨張を見越し、そして全円で、該端部ロッド２８と安定接触となるばね効果を生ずる。圧縮されると、クッションリング１３８は該端部ロッド２８とのワイパーエッジ接触用に該ワイパーリングに予荷重を掛け、衝撃と側方負荷を吸収する。該シールは自己調整作用する。該ワイパーリングは、異物材料が該Ｕカップシールのリップを破損しないように保つことにより該Ｕカップシールの寿命を延ばし、そして汚損の危険を更に減ずる第２シールを提供する。
【００１６】
該ボールジョイント組立体６０内の該ピーテーエフイー（PTFE）／Ｏリングシールの組み合わせと該エクスクルーダーシール組立体１１０内の該ばねでエネルギーを与えられたＵカップロッドシールとワイパーリングは該ケーブルに入る異物材料からの汚損に対する増加され、信頼性のある保護を提供し、かくして該ケーブル組立体の期待寿命を増加させる。当業者は、これらの本発明のケーブルの取り外し可能なコア組立体が又サービス、保守及び修理を容易化し、それが該期待サービス寿命をなお更に増加させることを容易に評価するであろう。勿論、当業者が又評価する様に、ここで示し、説明した該制御ケーブル組立体は単に図解用に過ぎない。図解された組立体に多くの変型と適合が、次の請求項により規定された本発明の範囲内でなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を具体化した制御ケーブル組立体の分解し部分的に断面にされた平面図である。
【図２】 図１の線２−２に沿った断面図である。
【図３】 図１及び２に示された制御ケーブル組立体のボール継手組立体の拡大断面図である。
【図４】 図１及び２の制御ケーブル組立体の排除式シールの更に拡大した断面図である。
【図５】 排除式シールの諸部品をより詳細に示すために部分的に切り取られた図４の排除式シールの端面図である。

Claims (11)

1. ケーシング、
   該ケーシング内に取り付けられかつこの中を往復するようにされた制御ケーブル、
   該制御ケーブルの一方の端部に永久的に取り付けられ、前記ケーシングの内径より大きくない投影幅を有し、これにより前記制御ケーブルを検査、修理又は交換のために取り出すように前記ケーシングを通して引くことのできる取付具、及び
   拡大端部及び該拡大端部に押し付けられるシール部材を持った中空管を有している少なくも１個のシール組立体、
   を具備する往復式制御ケーブル組立体。
2. 更新可能な連結具により前記取付具に連結された連結用部材を更に備える請求項１によるケーブル組立体。
3. 前記更新可能な連結具がねじ継手を備える請求項２によるケーブル組立体。
4. 制御ケーブルが可撓性コア及び鎧装巻回を備え、
   取付具が前記鎧装巻回の外径と等しい外径を持ったロッド及び前記ロッドの端部の軸方向円穴を備え、前記円穴が前記可撓性コアの外径と実質的に等しい直径を有し且つ前記軸方向円穴を囲んでいる環状のシェルを定め、
   前記可撓性コアの端部が前記軸方向円穴内に伸び、そして
   前記環状のシェルが前記取付具を前記ケーブルに取り付けるためにすえ込みされる請求項１によるケーブル組立体。
5. コアが管を通って伸び、前記シール組立体は該コアがその中立軸から適宜の方向に少なく１０゜の円弧を通って旋回することを許す請求項１によるケーブル組立体。
6. ケーシングの少なくも一方の端部に取り付けられた支持管を有するケーシングを具備し、前記支持管は、前記支持管に旋回を許すが前記支持管に沿った汚染から前記制御ケーブル組立体を保護する１個又は複数個のボールシール部材を有するハウジング内に取り付けられた拡大端部を有し、
   前記ケーシング内に取り付けられ且つ往復するようにされ、前記支持管内に伸びている制御ケーブル、
   前記制御ケーブルに連結され且つ前記支持管から伸びていて前記制御ケーブルを検査、修理又は交換のために取り出すように前記ケーシングを通して引くことのできる端部ロッド、及び
   前記端部ロッドがシール組立体を通って伸びるように支持管の外側端部に取り付けられたシール組立体であって、前記ロッドを封鎖する内側シールと前記内側シールを汚染から保護する外側シールとを備えているシール組立体、
   を具備する制御ケーブル組立体。
7. 前記支持管が前記ハウジングの端部の穴を通って伸び、前記穴は前記穴を通って伸びる前記支持管の部分より大きく、これにより前記穴が前記支持管の旋回を許す請求項６によるケーブル組立体。
8. 前記支持管の拡大端部に円錐状の開口を更に備え、前記円錐状開口は、前記支持管が旋回するとき、前記制御ケーブルを支持するようにされている請求項６によるケーブル組立体。
9. 前記ボールシール部材が、前記支持管の拡大端部の一方の側に押し付けられる第１のシールリング、及び前記拡大端部の別の側の間に取り付けられる第２のシールリングを備える請求項６によるケーブル組立体。
10. 前記シールリングの少なくも一方に取り付けられかつ前記ハウジングの内面に対して封鎖しかつケーブル組立体をその点における汚染から保護するＯリングを更に備える請求項８によるケーブル組立体。
11. 前記内側シール部材がばね押し式のＵ字形のロッドシールを備え、更に前記外側シールが内側及び外側の可撓性の円錐状金属部材を備え、前記円錐状部材が前記端部ロッドと一致することを許すように各が円錐面に少なくも１個のスリットのある前記円錐面を有し、前記円錐状部材は前記外側部材のスリットが前記内側部材のスリットと揃わないように取り付けられる請求項６によるケーブル組立体。

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