JP6761131B2 - たわみピボット、たわみピボット・システム及び製造方法 - Google Patents

たわみピボット、たわみピボット・システム及び製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6761131B2
JP6761131B2 JP2019538650A JP2019538650A JP6761131B2 JP 6761131 B2 JP6761131 B2 JP 6761131B2 JP 2019538650 A JP2019538650 A JP 2019538650A JP 2019538650 A JP2019538650 A JP 2019538650A JP 6761131 B2 JP6761131 B2 JP 6761131B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
deflection
flexible
support member
flexible blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019538650A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020506340A (ja
Inventor
バラバン,スコット
エル. バラッド,アンドリュー
エル. バラッド,アンドリュー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Co
Original Assignee
Raytheon Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Raytheon Co filed Critical Raytheon Co
Publication of JP2020506340A publication Critical patent/JP2020506340A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6761131B2 publication Critical patent/JP6761131B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/12Pivotal connections incorporating flexible connections, e.g. leaf springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/005Machining elongated bodies, e.g. rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/005Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive incorporating leaf springs, flexible parts of reduced thickness or the like acting as pivots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

たわみピボット(Flexural pivots)は、限られた角度範囲を通じて互いに共通軸に関して機械部材が回動することを可能にするデバイスである。角度運動は、接触面変位ではなく、むしろ弾性たわみ要素の曲げによって達成されるので、たわみピボットは、摩擦なしに、従って潤滑を必要とすることなく動作する。従って、たわみピボットは、摩擦及び/又は潤滑の必要性が懸念される用途において、ベアリングの代替品となり得る。
本発明の特徴及び利点は、添付の図面に関連して行われる以下の詳細な説明から明らかになり、図面は本発明の特徴を一例として図示する。
図1Aは本開示の例によるたわみピボットの上方斜視図である。
図1Bは図1Aのたわみピボットの下方斜視図である。
図1Cは図1Aのたわみピボットの分解図である。
図2は図1A−1Cのたわみピボットのフレキシブル・ブレード・ユニットを示す。
図3は図1A−1Cのたわみピボットの第1たわみ支持部材を示す。
図4は図1A−1Cのたわみピボットの第2たわみ支持部材を示す。
図5は図1A−1Cのたわみピボットの第3たわみ支持部材を示す。
図示される例示的な実施形態に対して言及がなされ、本明細書においてそれを記述するために特定の言葉が使用される。それにもかかわらず、本発明の範囲の限定はそれによって意図されていないことが理解されるであろう。
ここで使用されるように、用語「実質的に」は、作用、特徴、特性、状態、構造、アイテム、又は結果の完全な又はほぼ完全な範囲又は程度を指す。例えば、「実質的に」囲まれる客体は、客体が完全に囲まれている、又はほぼ完全に囲まれていることを意味する。絶対的完全性からの正確な許容可能な逸脱の程度は、特定の文脈に依存する場合があり得る。しかしながら、一般的に言えば、「完全」に近いものは、あたかも絶対的かつ全体的な完全が得られたかのように、全体的に同じ結果をもたらすであろう。「実質的に」の使い方は、作用、特徴、特性、状態、構造、アイテム、又は結果の完全な又はほぼ完全な欠如を指す否定的な意味で使用される場合にも等しく適用可能である。
ここで使用されるように、「隣接」は、2つの構造又は要素の近接を指す。特に、「隣接」しているように識別される要素は、隣接している又は接続されている、のうちの何れかであり得る。このような要素は、必ずしも互いに接触せずに、互いに近接又は接近していてもよい。正確な近接の程度は、特定の状況に依存する場合があり得る。
発明概念の手始めの概要が以下に提示され、次いで具体的な例が後に更に詳細に説明される。この手始めの概要は、読者が実施例をより迅速に理解するのを助けるように意図されており、実施例の主要な特徴又は本質的な特徴を特定するようには意図されておらず、また、請求項に係る対象事項の範囲を制限するようにも意図されていない。
種々のたわみピボットが、種々の用途に関して商業的に入手可能である。典型的な市販の既製の(COTS)たわみピボットに付随する共通の問題は、再現性パフォーマンスと信頼性であり、特に、高性能と耐久性がアプリケーションに要求される場合である。これは、商業的に実行可能な方法でたわみピボットを製造する困難性に起因し得る。従って、比較的シンプルで製造にコスト効率的である一方、高い性能及び信頼性を提供するたわみピボット設計を開発することが望ましい。
従って、高い性能及び信頼性を提供することができ、かつ容易に製造することができるたわみピボットが開示される。たわみピボットは、第1たわみ支持部材と、第1軸回りの相対的な回転のために第1たわみ支持部材に回転可能に結合される第2たわみ支持部材と、第2軸回りの相対的な回転のために第2たわみ支持部材に回転可能に結合される第3たわみ支持部材とを含むことができる。更に、たわみピボットは、たわみ支持部材を互いに回転可能に結合する複数のクロス・ブレードたわみ部を含むことができる。各々のクロス・ブレードたわみ部は、交差形態に配置されるフレキシブル・ブレードを有する第1及び第2フレキシブル・ブレード・ユニットを有することができる。フレキシブル・ブレード・ユニットは、フレキシブル・ブレード・ユニットをたわみ支持部材に結合することを促すために、フレキシブル・ブレードの両端に配置されるブレード支持部を有することができる。各フレキシブル・ブレード・ユニットのフレキシブル・ブレード及びブレード支持部は、モノリシック構造を形成することができる。
たわみピボット・システムもまた開示されている。システムは、第1たわみ支持部材と、第1軸回りの相対的な回転のために第1たわみ支持部材に回転可能に結合される第2たわみ支持部材と、第2軸回りの相対的な回転のために第2たわみ支持部材に回転可能に結合される第3たわみ支持部材とを含むたわみピボットを含むことができる。たわみピボットはまた、たわみ支持部材を互いに回転可能に結合する複数のクロス・ブレードたわみ部を含むことができる。各クロス・ブレードたわみ部は、交差形態に配置されるフレキシブル・ブレードを有する第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットを有し、フレキシブル・ブレード・ユニットは、フレキシブル・ブレード・ユニットをたわみ支持部材に結合することを促すために、フレキシブル・ブレードの両端に配置されるブレード支持部を有する。各フレキシブル・ブレード・ユニットのフレキシブル・ブレード及びブレード支持部は、モノリシック構造を形成することができる。システムはまた、第1たわみ支持部材に結合される第1構造と、第3たわみ支持部材に結合される第2構造とを含み、第1及び第2構造の第1及び第2軸回りの相対的な回転を促すことができる。
更に、クロス・ブレードたわみ部を製造する方法が開示される。方法は、ある長さを有するワークピース(又は加工中の製品)を取得することを含むことができる。方法はまた、プロファイルがその長さに沿って延びるように、フレキシブル・ブレードの両端に配置されるフレキシブル・ブレード及びブレード支持部のワークピースにおけるプロファイルを形成することを含むことができる。方法は、更に、複数のフレキシブル・ブレード・ユニットを形成するように、ワークピースを長さに沿って複数の部分に分割することを含むことが可能であり、各ユニットは、モノリシック構造においてフレキシブル・ブレード部及びブレード支持部の同じプロファイルを有する。加えて、方法は、クロス・ブレードたわみ部を形成するために複数のフレキシブル・ブレードが交差形態で配置されるように、フレキシブル・ブレード・ユニットのうちの2つを対にすることを含むことができる。この方法では、特定の順序は必要とされないが、一般的に一実施形態では、これらの方法のステップは順に実行されることが可能であることに留意されたい。
図1A−1Cにたわみピボット100の一実施形態が示されている。たわみピボット100は、第1たわみ支持部材110と、第1軸101を中心とする相対的な回転のために第1たわみ支持部材110に回転可能に結合される第2たわみ支持部材120と、第2軸102を中心とする相対的な回転のために第2たわみ支持部材120に回転可能に結合される第3たわみ支持部材130とを含むことができる。軸101、102は直交することが可能である。たわみピボット100は、軸101、102に関する構造の相対的な回転を促すように、外部構造に結合されることが可能である。例えば、たわみピボット100は、指向性エネルギー・システム、長距離レーザ通信システム、望遠鏡、又は他の精密光学用途で一般的に使用される高速ステアリング・ミラーに結合されて使用されることが可能であり、それ故に、実験室ベースのシステム、航空機の見通し線安定化システム、人工衛星などに含まれ得る。したがって、一方の外部構造は衛星の実装構造であるとすることが可能であり、他方の外部構造はミラーとすることが可能である。外部構造は、開口部又は孔111、131、132(ねじ込み可能)、スロット133、ピン112(穴113内に配置される)、スタッド、及び他の結合インターフェース等の結合インターフェースを利用して、第1及び第3たわみ支持部材110、130に結合されることが可能である。
たわみピボット100は、たわみ支持部材110、120、130を互いに回転可能に結合するクロス・ブレードたわみ部140a−dを含むことができる。例えば、クロス・ブレードたわみ部140a−bは、第1及び第2たわみ支持部材110、120を互いに回転可能に結合することができ、クロス・ブレードたわみ部140c−dは、第2及び第3たわみ支持部材120、130を互いに回転可能に結合することができる。したがって、第1及び第2たわみ支持部材110、120は、第1軸101回りに互いに相対的に動くことが可能であり、第2及び第3たわみ支持部材120、130は、第2軸102回りに互いに相対的に動くことができ、その動きは、第1及び第3たわみ支持部材110、130の、2軸回りの又は2自由度での相対な回転を提供することができる。たわみ支持部材に安定性を提供するように、所与の軸に対して、2つ以上のクロス・ブレードたわみ部が使用されることが可能である。この例では、第2たわみ支持部材120は、第1及び第3たわみ支持部材110、130の各々に対して単一の自由度のみで動く。第2たわみ支持部材120は、第1及び第3たわみ支持部材110、130に関する中間的な位置関係に加えて、たわみピボット100の2軸回転運動を結合する機能に起因して、結合器と呼ばれてもよい。
各クロス・ブレードたわみ部140a−dは、交差形態に配置されるフレキシブル・ブレード142を有する2つ以上のフレキシブル・ブレード・ユニット141を有することができる。図2にフレキシブル・ブレード・ユニット141が分離して示されている。フレキシブル・ブレード・ユニット141は、フレキシブル・ブレード・ユニット141をたわみ支持部材110、120、130に結合することを促すために、フレキシブル・ブレード142の両端に配置されるブレード支持部143a、143bを有することが可能である。フレキシブル・ブレード142は、それぞれのブレード支持部143a、143bの平坦な表面144a、144bから垂直に延びることが可能である。ここで開示される原理は、広範囲のサイズ及び用途に適合するようにスケーラブルなフレキシブル・ブレード・ユニットを提供するので、フレキシブル・ブレード142は任意の適切な寸法を有することができる。一例において、フレキシブル・ブレードは、0.38インチの長さ、0.15インチの幅、及び0.033インチの厚さを有することができる。
フレキシブル・ブレード・ユニット141は、ファスナ(例えば、ボルト、ネジ、ピンなど)等により、たわみ支持部材110、120、130に結合されることができる。従って、ブレード支持部143a、143bは、ファスナを受けるための開口部145、146を有することができる。開口部又は孔145、146は、望まれるように、ファスナ・ヘッドを収容するような、さら孔(countersunk)であるとすることが可能である。ブレード支持部143a、143bは、インターフェース表面147(片側又は両側)を有することができ、たわみ支持部材110、120、130は、平坦なインターフェース表面107(図1Cに示される)を有することができる。明確化のため、図1A−1Cの第2たわみ支持部材120では、インターフェース表面及び孔のようなたわみ支持部材110、120、130の結合(するための)特徴が確認される。これらの特徴はまた、図3−5にも示され、それぞれ個別に示されるたわみ支持部材に関連付けられる同じ参照番号で識別される。
一例において、フレキシブル・ブレード・ユニット141は、フレキシブル・ブレード・ユニット141の開口部又は孔145を通って(縫うように通り抜けられてもよい)たわみ支持部材110、120、130の開口部又は孔108内へ延びるねじ又はボルト105を用いて、たわみ支持部材110、120、130に組み立てるか又は結合されることができる。フレキシブル・ブレード・ユニット141の開口部又は孔146は、たわみ支持部材110、120、130の孔109と整合して穿孔されることができる。次いで、ピン106は、開口部又は孔146、109に挿入され、開口部又は孔146、109に適合する締まりばめ(an interference fit)を有することができる。マッチ・ドリル穿孔及びピン挿入は、組み立てられたコンポーネントが、使用又は振動試験中に互いに滑ったり動いたりしないことを保証することができる。一態様において、ブレード支持部143a、143bは、たわみ支持部材110、120、130に及び/又は他のフレキシブル・ブレード・ユニット141の隣接するブレード支持部に溶接され、隣接するコンポーネント間の滑りを排除することができる。例えば、ブレード支持部143a、143b及び/又はたわみ支持部材110、120、130は、隣接するコンポーネント間の継ぎ目(例えば、側方の継ぎ目)で溶接されることができる。
一態様において、フレキシブル・ブレード・ユニット141のフレキシブル・ブレード142は、動作中のフレキシブル・ブレード142の滑らかな制限されない動き促すために、隣接するコンポーネント(例えば、別のフレキシブル・ブレード・ユニット141及び/又はフレキシブル・ブレード・ユニット141が結合されるフレキシブル・支持部材110、120、130)に接触することから妨げられることが可能である。例えば、フレキシブル・ブレード142は、フレキシブル・ブレード142が隣接するコンポーネントと接触することを防止するために、ブレード支持部143a、143bのインターフェース表面147に対してリセスされることが可能である。換言すれば、フレキシブル・ブレード142の外側表面148は、ブレード支持部143a、143bのインターフェース表面147と同一平面又は同じ高さでなくてもよく、インターフェース表面147によって少なくとも部分的に定められるフレキシブル・ブレード・ユニット141の外側空間エンベロープ内に収容されてもよい。
一態様では、フレキシブル・ブレード・ユニット141は、フレキシブル・ブレード142の回転可能な可動範囲を機械的に制限するために、各ブレード支持部143a、143bに関連する移動停止部149a、149bを含むことができる。ブレード支持部143a、143bの対向する移動停止部149a、149bは、回転移動限界において互いに接触するように構成されることが可能である。移動停止部149a、149bは、可動範囲を任意の適切な程度に制限することができる。典型的には、移動停止部149a、149bは、ブレードの不具合(例えば、屈曲)を生じさせ得るフレキシブル・ブレード142の過剰な曲げを防止するように構成されるであろう。移動停止部149a、149bは、対向する移動停止部の間でより多くの点−対−点の接触を提供するために、丸められた接触先端150a、150bを有することができる。移動停止部149a、149bは、それぞれのブレード支持部143a、143bの平坦な表面144a、144b及び外側表面151a、151bによって少なくとも部分的に規定され、丸い接触先端150a、150bがそれらの間を移動する。
フレキシブル・ブレード・ユニット141は、長方形、円形、楕円形などの任意の適切な外形又は一般的な性質を有することができる。図2に示されるフレキシブル・ブレード・ユニット141の一般的な外形又はプロファイルは、長方形である。所与のフレキシブル・ブレード・ユニットの一般的な外形又はプロファイルは、たわみ支持部材110、120、130の形状又は設計、空間的制約などによって支配され得る。
クロス・ブレードたわみ部140a−dのフレキシブル・ブレード・ユニット141は、特に周囲形状(図2に示される)に関して実質的に同一であるとすることが可能であり、唯一の差は、マッチ・ドリル変動に起因し得る(例えば、孔145、146、カウンターボア、又は他のそのような開口部などの)締結部の特徴におけるわずかな変位などの製造ばらつきである。一態様では、フレキシブル・ブレード・ユニット141は、モノリシック構造又は一体構造。例えば、各フレキシブル・ブレード・ユニット141のフレキシブル・ブレード142及びブレード支持部143a、143bは、単一のワークピース又は材料アイテムから作成されるモノリシック又は一体構造を形成することができる。
一態様において、ここで開示される原理は、再現可能で製造が比較的簡単なたわみ設計を提供することができる。例えば、ワークピース内にフレキシブル・ブレード・ユニット141のプロファイルを形成することにより、複数の同一のモノリシック・フレキシブル・ブレード・ユニット構造が同時に作成されることが可能であり、そのプロファイルは、フレキシブル・ブレード142のプロファイルと、フレキシブル・ブレード142と、フレキシブル・ブレード142の両端に配置されるブレード支持部143a、143bと、選択的に移動停止部149a、149bとのプロファイルを含む。フレキシブル・ブレード・ユニット141のプロファイルは、ワークピースの長さに沿って延びることが可能である。ワークピースの長さは、最終的なフレキシブル・ブレード・ユニット141の厚さに、ワークピースから得られるフレキシブル・ブレード・ユニット141の数を乗じた値に少なくとも等しいように選択することができる。一態様では、所与のピボットたわみ部に対するすべてのフレキシブル・ブレード・ユニット141は、フレキシブル・ブレード・ユニット間の均一性を保証するように、同一のワークピースから形成され組み立てられることができ、これにより、ピボットたわみ部の予測可能なパフォーマンスを提供することができる。図1A−1Cのピボットたわみ部100の場合、8つ全てのフレキシブル・ブレード・ユニット141が同じワークピースから形成されることが可能であり、従って、8つ全てのフレキシブル・ブレード・ユニットが同じプロファイル及び寸法の特徴を有することを保証し、ワークピースでプロファイルを形成するために利用される特定の製造技術に起因して僅かに変動するだけに過ぎない。
プロファイルは、任意の適切なプロセス又はプロセスの組み合わせを利用する任意の適切な方法でワークピース内に形成されることが可能である。例えば、プロファイルは、機械加工、押出し、鋳造、鍛造などによってワークピースに形成されてもよい。例示的な機械加工プロセスは、放電加工(EDM)、ウォーター・ジェット切削、ミリング、ブローチ加工などを含む。製造プロセスは、設計目的、公差要件、コスト等に基づいて選択され得る。ワイヤEDMプロセスは、厳しい公差を満足し、動作中に非常に応力がかかるかもしれない撓み表面を正確に制御することが可能な精密な機械加工を提供し得る。フレキシブル・ブレード・ユニット141は、チタン又はスチール等の任意の適切な材料で作成され得る。
フレキシブル・ブレード・ユニット141のプロファイルがワークピース内で形成されると、ワークピースは、複数の個々のフレキシブル・ブレード・ユニットに未だ互いに分離されていないフレキシブル・ブレード・ユニットのスタックを表すことができる。従って、ワークピースから複数のフレキシブル・ブレード・ユニット141を形成するために、ワークピースは、長さに沿った複数の部分に分割され、各々の部分は、モノリシック構造において同じプロファイルのフレキシブル・ブレード及びブレード支持部を有する。ワークピースは、切断、ソーイング等の任意の適切なプロセス又は技術により、複数のフレキシブル・ブレード・ユニット141に分割されることが可能である。ワイヤEDMプロセスは、インターフェース表面147等の、分割プロセスから生じる表面の正確な制御を提供するために利用されてもよい。最終的な表面は、所望の幾何学的形状及び/又は寸法公差及び/又は表面仕上げのためにグラインディング、ホーニング、ポリッシング等によって達成され得る。
フレキシブル・ブレード・ユニット141が互いに分離されると、フレキシブル・ブレード142は、オプションとして、ブレード支持部143a、143bのインターフェース表面147に対して陥凹されることが可能である。グラインディング等の適切な任意のプロセスが、ブレード142をリセスするために利用され得る。更に、ファスナを受け入れるための開口又は孔145、146のうちの1つ以上が、この段階でブレード支持部143a、143bに形成されることが可能である。開口部又は孔145、146は、ドリル穿孔などの任意の適切な方法によって形成されることが可能である。オプションとして、ワークピースを複数のフレキシブル・ブレード・ユニットに分割する前に、1つ以上の開口部又は孔145、146が形成されることが可能である。
フレキシブル・ブレード・ユニット141が、たわみ支持部材110、120、130とともに組み立てを開始できるほど十分に完成された場合、フレキシブル・ブレード・ユニット141のうちの2つ以上は、フレキシブル・ブレード142が交差形態で配列されてクロス・ブレードたわみ部140a−dを形成するように配置されることが可能である。例えば、フレキシブル・ブレード・ユニット141は、クロス・ブレード構成を達成するために、背面合わせに積み重ねられることが可能である。典型的には、フレキシブル・ブレード・ユニット141のうちの2つが、ピボットたわみ部100における所与の位置でペアにされ、クロス・ブレードたわみ部140a−dを形成する。たわみ支持部材110、120、130は、フレキシブル・ブレード・ユニット141に関して上述したもの等(例えば、ミリング、EDM、ウォーター・ジェット機械加工、鋳造、鍛造、押出し、穿孔など)の任意の適切なプロセス又は技術を用いて製造されることが可能である。
ここで記載される実施例は、開示される特定の構造、プロセス・ステップ、又は材料に限定されず、当業者によって認識されるようなそれらの均等物にまで拡張されることが理解されるべきである。また、ここで使用される用語は、特定の実施例のみを説明する目的に使用されているにすぎず、限定するようには意図されてないことも理解されるべきである。
更に、説明される特性、構造、又は特徴は、1以上の実施例において任意の適切な方法で組み合わされてよい。説明においては、説明される技術の完全な理解をもたらすために、長さ、幅、形状などの具体例のような多くの具体的な詳細が提供されている。しかし、当業者は、1以上の具体的な詳細を用いずに、又は、他の方法、コンポーネント、材料等を用いて、本発明が実施され得ることを認識するであろう。また例えば、本発明の態様を曖昧にすることを避けるため、周知の構造、材料又は操作は詳細に図示も記述もされない。
前述の実施例は、1つ以上の特定の用途における本発明の原理の例示であるが、発明能力を発揮することなく、またここで説明される原理及び概念から逸脱することなく、形態、使用法及び実施の詳細における多くの修正が為され得ることは、当業者に明らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲による場合を除き、限定されることは意図されていない。

Claims (18)

  1. たわみピボットであって:
    第1たわみ支持部材;
    第1軸回りの相対的な回転のために前記第1たわみ支持部材に回転可能に結合される第2たわみ支持部材;
    第2軸回りの相対的な回転のために前記第2たわみ支持部材に回転可能に結合される第3たわみ支持部材;及び
    数のクロス・ブレードたわみ部であって、1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第1及び第2たわみ支持部材に結合され、別の1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第2及び第3たわみ支持部材に結合され、各々のクロス・ブレードたわみ部は、交差形態で配置されるフレキシブル・ブレードを有する第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットを含み、前記フレキシブル・ブレード・ユニットは、前記たわみ支持部材に結合するために前記フレキシブル・ブレードの両端に配置されるブレード支持部を含み、少なくとも1つのフレキシブル・ブレード・ユニットは、回転可能な可動範囲を機械的に制限するように前記ブレード支持部に付随する運動停止部を含み、各々のフレキシブル・ブレード・ユニットの前記フレキシブル・ブレード及び前記ブレード支持部はモノリシック構造を形成し、前記フレキシブル・ブレードは前記ブレード支持部それぞれの平坦な表面から垂直に延びている、複数のクロス・ブレードたわみ部;
    を含むたわみピボット。
  2. 前記フレキシブル・ブレード・ユニットはファスナを有する前記たわみ支持部材に結合され、前記ブレード支持部は前記ファスナを受け入れる開口を含む、請求項1に記載のたわみピボット。
  3. 前記ブレード支持部は前記たわみ支持部材に溶接されている、請求項1に記載のたわみピボット。
  4. 前記第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットの隣接するブレード支持部は互いに溶接されている、請求項1に記載のたわみピボット。
  5. 少なくとも1つのクロス・ブレードたわみ部の前記第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットは実質的に同一である、請求項1に記載のたわみピボット。
  6. 前記ブレード支持部及び前記たわみ支持部材のインターフェース表面は平坦である、請求項1に記載のたわみピボット。
  7. 前記フレキシブル・ブレードは、前記フレキシブル・ブレードが隣接するコンポーネントに接触することを防ぐために、前記ブレード支持部のインターフェース表面に対してリセスされている、請求項1に記載のたわみピボット。
  8. 前記フレキシブル・ブレード・ユニットはチタニウム又はスチールで形成されている、請求項1に記載のたわみピボット。
  9. たわみピボットと、第1構造と、第2構造とを含むたわみピボット・システムであって、前記たわみピボットは:
    第1たわみ支持部材;
    第1軸回りの相対的な回転のために前記第1たわみ支持部材に回転可能に結合される第2たわみ支持部材;
    第2軸回りの相対的な回転のために前記第2たわみ支持部材に回転可能に結合される第3たわみ支持部材;及び
    数のクロス・ブレードたわみ部であって、1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第1及び第2たわみ支持部材に結合され、別の1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第2及び第3たわみ支持部材に結合され、各々のクロス・ブレードたわみ部は、交差形態で配置されるフレキシブル・ブレードを有する第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットを含み、前記フレキシブル・ブレード・ユニットは、前記たわみ支持部材に結合するために前記フレキシブル・ブレードの両端に配置されるブレード支持部を含み、少なくとも1つのフレキシブル・ブレード・ユニットは、回転可能な可動範囲を機械的に制限するように前記ブレード支持部に付随する運動停止部を含み、各々のフレキシブル・ブレード・ユニットの前記フレキシブル・ブレード及び前記ブレード支持部はモノリシック構造を形成し、前記フレキシブル・ブレードは前記ブレード支持部それぞれの平坦な表面から垂直に延びている、複数のクロス・ブレードたわみ部を含み;
    前記第1構造は前記第1たわみ支持部材に結合され;
    前記第2構造は前記第3たわみ支持部材に結合されている、たわみピボット・システム。
  10. 少なくとも1つのクロス・ブレードたわみ部の前記第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットは実質的に同一である、請求項に記載のたわみピボット・システム。
  11. クロス・ブレードたわみ部を製造する方法であって:
    ある長さを有するワークピースを取得するステップ;
    フレキシブル・ブレードと前記フレキシブル・ブレードの両端に配置されるブレード支持部との前記ワークピースにおけるプロファイルを、前記プロファイルが前記長さに沿って延びるように形成するステップであって、前記ブレード支持部に付随する運動停止部の前記ワークピースにおけるプロファイルを形成するステップを含む、ステップ
    複数のフレキシブル・ブレード・ユニットを形成するために、前記ワークピースを前記長さに沿う部分に分割するステップであって、各々が、モノリシック構造において同じプロファイルのフレキシブル・ブレード及びブレード支持部を有する、ステップ;及び
    クロス・ブレードたわみ部を形成するために前記フレキシブル・ブレードが交差形態で配置されるように、2つのフレキシブル・ブレード・ユニットをペアにするステップ;
    を含む方法。
  12. 前記ワークピースにおけるプロファイルを形成するステップが、前記ワークピースを機械加工するステップを含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記ワークピースを機械加工するステップが、放電加工(EDM)を行うステップを含む、請求項12に記載の方法。
  14. 前記ブレード支持部のインターフェース表面に対して前記フレキシブル・ブレードを落ち込ませるステップを更に含む請求項11に記載の方法。
  15. 前記フレキシブル・ブレードは、前記ブレード支持部の平坦な表面から垂直に延びている、請求項11に記載の方法。
  16. ファスナを受け入れるように前記ブレード支持部に開口を形成するステップを更に含む請求項11に記載の方法。
  17. たわみピボットであって:
    第1たわみ支持部材;
    第1軸回りの相対的な回転のために前記第1たわみ支持部材に回転可能に結合される第2たわみ支持部材;
    第2軸回りの相対的な回転のために前記第2たわみ支持部材に回転可能に結合される第3たわみ支持部材;及び
    数のクロス・ブレードたわみ部であって、1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第1及び第2たわみ支持部材に結合され、別の1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第2及び第3たわみ支持部材に結合され、各々のクロス・ブレードたわみ部は、交差形態で配置されるフレキシブル・ブレードを有する第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットを含み、前記フレキシブル・ブレード・ユニットは、前記たわみ支持部材に結合するために前記フレキシブル・ブレードの両端に配置されるブレード支持部を含み、少なくとも1つのフレキシブル・ブレード・ユニットは、回転可能な可動範囲を機械的に制限するように前記ブレード支持部に付随する運動停止部を含み、各々のフレキシブル・ブレード・ユニットの前記フレキシブル・ブレード及び前記ブレード支持部はモノリシック構造を形成し、前記フレキシブル・ブレードは、前記フレキシブル・ブレードが隣接するコンポーネントに接触することを防ぐために、前記ブレード支持部のインターフェース表面に対してリセスされている、複数のクロス・ブレードたわみ部;
    を含むたわみピボット。
  18. たわみピボットと、第1構造と、第2構造とを含むたわみピボット・システムであって、前記たわみピボットは:
    第1たわみ支持部材;
    第1軸回りの相対的な回転のために前記第1たわみ支持部材に回転可能に結合される第2たわみ支持部材;
    第2軸回りの相対的な回転のために前記第2たわみ支持部材に回転可能に結合される第3たわみ支持部材;及び
    数のクロス・ブレードたわみ部であって、1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第1及び第2たわみ支持部材に結合され、別の1つ以上のクロス・ブレードたわみ部は前記第2及び第3たわみ支持部材に結合され、各々のクロス・ブレードたわみ部は、交差形態で配置されるフレキシブル・ブレードを有する第1及び第2のフレキシブル・ブレード・ユニットを含み、前記フレキシブル・ブレード・ユニットは、前記たわみ支持部材に結合するために前記フレキシブル・ブレードの両端に配置されるブレード支持部を含み、少なくとも1つのフレキシブル・ブレード・ユニットは、回転可能な可動範囲を機械的に制限するように前記ブレード支持部に付随する運動停止部を含み、各々のフレキシブル・ブレード・ユニットの前記フレキシブル・ブレード及び前記ブレード支持部はモノリシック構造を形成し、前記フレキシブル・ブレードは、前記フレキシブル・ブレードが隣接するコンポーネントに接触することを防ぐために、前記ブレード支持部のインターフェース表面に対してリセスされている、複数のクロス・ブレードたわみ部を含み;
    前記第1構造は前記第1たわみ支持部材に結合され;
    前記第2構造は前記第3たわみ支持部材に結合されている、たわみピボット・システム。
JP2019538650A 2017-01-24 2017-11-21 たわみピボット、たわみピボット・システム及び製造方法 Active JP6761131B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/414,201 2017-01-24
US15/414,201 US10443649B2 (en) 2017-01-24 2017-01-24 Flexural pivot
PCT/US2017/062884 WO2018140128A1 (en) 2017-01-24 2017-11-21 Flexural pivot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020506340A JP2020506340A (ja) 2020-02-27
JP6761131B2 true JP6761131B2 (ja) 2020-09-23

Family

ID=60703059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019538650A Active JP6761131B2 (ja) 2017-01-24 2017-11-21 たわみピボット、たわみピボット・システム及び製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10443649B2 (ja)
EP (1) EP3574222B1 (ja)
JP (1) JP6761131B2 (ja)
IL (1) IL267763B (ja)
WO (1) WO2018140128A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10914339B2 (en) * 2018-09-25 2021-02-09 Ball Aerospace & Technologies Corp. Flexural pivot assembly with shaped blade sections
US11473616B2 (en) 2018-10-22 2022-10-18 Raytheon Company Flexure device
US10771710B2 (en) 2018-10-22 2020-09-08 Raytheon Company Shutter assembly for managing light relative to a photosensitive device
US11326734B2 (en) * 2019-10-03 2022-05-10 Raytheon Company Monolithic gimbal for a fast steering mirror
US11566662B2 (en) 2019-10-25 2023-01-31 Raytheon Company Multi-axis flexure
US11822146B2 (en) * 2021-02-18 2023-11-21 Raytheon Company Fast steering monolithic dual axis mirror and method for manufacturing

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2793028A (en) * 1954-09-10 1957-05-21 Hughes Aircraft Co Cross-spring flexure pivot
US2931092A (en) * 1957-01-14 1960-04-05 Paul E Humphrey Cross spring flexure pivot and process of making the same
US3252696A (en) * 1963-10-21 1966-05-24 Bendix Corp Flexural pivot device
US3844022A (en) * 1972-09-05 1974-10-29 Bendix Corp Method of making a universal flexural assembly
FR2198578A5 (ja) * 1972-09-05 1974-03-29 Bendix Corp
US3813089A (en) 1972-09-08 1974-05-28 Bendix Corp Eccentric flexural pivot
DE2257903C3 (de) * 1972-11-25 1978-03-02 Kupplungstechnik Gmbh, 4440 Rheine Ringförmiges, elastisches Element zur Verbindung zweier Kupplungsflansche
DE3213720C2 (de) * 1982-04-14 1985-09-05 Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen Dynamisch abgestimmte Kardanaufhängung mit zwei Freiheitsgraden
US4497465A (en) * 1983-03-31 1985-02-05 Storage Technology Partners Ii Pivotal mechanism upon which tracking mirrors and the like used in optical systems may be mounted
US4694703A (en) * 1984-06-28 1987-09-22 Lear Siegler, Inc. Circumferentially oriented flexure suspension
IL73030A (en) * 1984-09-19 1989-07-31 Yaacov Kaufman Joint and method utilising its assembly
US4812072A (en) * 1988-03-11 1989-03-14 Santa Barbara Research Center Torsion structural pivot
US4802784A (en) 1988-03-11 1989-02-07 Santa Barbara Research Center Bi-flex pivot
US5061107A (en) * 1989-12-22 1991-10-29 Santa Barbara Research Center Torflex pivot
US4997123A (en) 1990-05-31 1991-03-05 Lucas Aerospace Power Transmission Corp. Multi-piece flexural pivot
US5335418A (en) * 1992-02-10 1994-08-09 Snap-On Tools Corporation Pivotal hand tool with flexural pivot joint and method of assembling same
US5265853A (en) * 1992-03-12 1993-11-30 Thomas Szirtes Extended angular range flexural pivot
US5498095A (en) * 1994-05-19 1996-03-12 Snap-On Incorporated Press fitted flexural pivot joint
US5620169A (en) * 1994-11-02 1997-04-15 Ball Corporation Rotary mount integral flexural pivot with blades which are integrally interconnected at the blade intersection
FR2754577B1 (fr) 1996-10-11 1998-12-11 Suisse Electronique Microtech Pivot flexible planaire a modules unitaires monolithiques
US6146044A (en) 1997-09-02 2000-11-14 California Institute Of Technology Rotary flexure
FR2797923B1 (fr) * 1999-08-31 2001-10-26 Centre Nat Etd Spatiales Pivot a lames flexibles
US6479782B1 (en) * 2000-08-09 2002-11-12 Goodrich Corporation Fabrication of a brazeless cross-blade flexure block
US6896384B2 (en) * 2003-06-17 2005-05-24 Alcon Refractivehorizons, Inc. Laser beam translation system and method
US7832880B2 (en) * 2006-08-08 2010-11-16 Selex Galileo Ltd Mirror mount having plural flexure elements
US8400721B2 (en) 2007-03-08 2013-03-19 Redstone Aerospace Corporation Leaf-cartwheel flexure, and mounting systems and methods utilizing same
US8708593B2 (en) * 2010-02-04 2014-04-29 Eric M. Stratton Cross-flexural pivot
US8556533B2 (en) * 2011-11-21 2013-10-15 Raytheon Company Multi-stage flexural pivot
US9212691B2 (en) 2012-05-16 2015-12-15 C-Flex Bearing Co., Inc. Cross blade flexure pivot and methods of use thereof
EP2874532B1 (en) * 2012-07-20 2021-11-10 Boston Scientific Scimed, Inc. Elongate medical device with articulating portion
EP2875915B1 (en) * 2013-11-22 2019-05-22 Koninklijke Philips N.V. Linkage unit and hair cutting appliance
DE102014002182B4 (de) 2014-02-15 2016-04-07 Laservorm Gmbh Zweiachsig auslenkbares monolithisches Festkörpergelenk

Also Published As

Publication number Publication date
IL267763B (en) 2020-10-29
US20180209475A1 (en) 2018-07-26
EP3574222B1 (en) 2020-12-23
WO2018140128A1 (en) 2018-08-02
US10443649B2 (en) 2019-10-15
IL267763A (en) 2019-09-26
JP2020506340A (ja) 2020-02-27
EP3574222A1 (en) 2019-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6761131B2 (ja) たわみピボット、たわみピボット・システム及び製造方法
EP3589853B1 (en) Flexural pivot
JP6806918B2 (ja) フレキシャル・ピボット
EP2682550B1 (en) Flexible composite hinge
JP7147061B2 (ja) フレクシャデバイス
US6479782B1 (en) Fabrication of a brazeless cross-blade flexure block
JP2020041669A (ja) 支持装置
US20170191521A1 (en) Flexure Mechanisms
JP7000559B2 (ja) デバイスの直線運動を提供する装置及び方法
EP3415268B1 (en) Device for the machining of curved laminar surfaces
EP3222866B1 (en) Universal joint with simplified structure
JP6637857B2 (ja) 調整可能なレンズマウント
JP6101016B2 (ja) 回転伝達装置
US11566662B2 (en) Multi-axis flexure
CN114483781A (zh) 一种交叉簧片柔性轴承及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190730

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190730

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20190730

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20191216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200508

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200903

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6761131

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250