JPH05503761A - ジンバル・ジョイント装置のためのピボット・ピン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ジンバル・ジヨイント装置のためのピボット・ビン構造発明の背景 （産業上の利用分野） 本発明は、配管のためのジヨイント装置に関するもので、さらに特定すれば、航 空機用高圧配管システムの部分を、フレキシブルな形で連結するために使用され るジンバル・ジヨイントに組み込まれるピボット・ビンに関するもので、これに より、配管の部分が、ジヨイントにかかる摩擦による応力が大幅に減るようにし た本発明によって可能となった方法で、お互いに相対的に、ジヨイント部で旋回 できるようなジヨイント装置に関する。

（従来の技術） 航空機産業においては、配管が使用される様々の航空機の不均一な内部通路にう まく高圧配管が収納されるためには、高圧配管はフレキシブルでなければならな い。この要求に答えるために、管の各部は、通常のジンバル・ジヨイントを使用 してお互いに連結される。ジンバル・ジヨイントは、航空機の中に管を組み込む 際に、必要なフレキシビリティを提供するものである。そのようなジヨイントは また、航空機が運行中に配管が環境からのストレスを受ける時に、管が限られた 範囲であるが、自由な動きができるようにするものである。

例えば、航空機の高温の排気が管を通ることによって管の中に生じる高温状態は 、管やジヨイント部に環境によるストレスを与える基本的な原因となる。圧力が 変動することもまた、管とジヨイントにストレスを生じる。そのような環境から の圧力に対応するために、管のジヨイントは、角度の変化が可能なようにデザイ ンされている。この方法で、ストレスのい（ふんかは、ジヨイントの軸のまわり の回転運動の形で緩和される。

（発明の概要） この解決法で問題となるのは、ピボット・ビンの表面とジヨイントの壁面の間に 生じるジヨイント内部の摩擦力が、回転運動に抵抗をもち込むことである。これ らの摩擦力は、ジヨイントの回転が起こると、回転運動の力にうち負かされる。

環境からのストレスは、ジヨイント内部の摩擦力に打ち勝つのに十分な強さであ るが、しかしその結果として、ジヨイントは損傷を受ける。実際、くり返される 摩擦によるジヨイント内部のひずみは、累積効果を受ける。長期間の使用の後で は、ピボット・ビンは疲労し、破損する。ピボット・ビンが破損すると、通常は ジヨイントのまわりの回転エネルギーの形で害にならずに緩和される環境からの ストレスが、管の中で累積し、配管システムの他の部品の疲労や破損をひき起こ す可能性がある。

従来の技術によるピボット・ジヨイントの破損というこの問題を解決するために 、本発明では、連続的にジヨイントに潤滑剤を塗る方法を提供することによって 、有害な摩擦の大きさを減少させるものである。本発明によるピボット・ビンは 、この目的を達成するために、二つの構造的特徴を備えている。第一は、ピボッ ト・ビンの頭部のベースに位置するリザーバである。リザーバが組み込まれる時 には、潤滑剤が入れられている。ビンが軸回転運動すると、小量の潤滑剤が放出 され、ジヨイントにしみ出していく。ジヨイントへの潤滑剤のしみ出し量は、ジ ヨイントの全寿命のある期間に、ジヨイントが必要とする量にみあう量である。

本発明のピボット・ビンの第二のユニークな構造的特徴は、ピボット・ビンのロ ッド部分の表面に関するものである。ロッド部分の表面は、刻み目がついている 。刻み目の付いた表面をつくることによって、リザーバから放出される潤滑剤が 、ロッドの刻み目のくぼみに捕えられる。このようにして、潤滑剤がロッドの表 面と、ピボット・ビンのロッドがはまり込むジヨイントの穴の内壁の間に捕獲さ れる。このように、潤滑剤は、ジヨイントの摩擦を減らすのに最も効果的な場所 に送り込まれる。潤滑剤のリザーバと、刻み目をつけた表面の組み合わせ構造に よって、ジヨイント内の摩擦によって起きるピボット・ビンの破損の頻度を大幅 に減らすことができる。

本発明の目的は、ジヨイントの回転中の摩擦を減らすことができる。ジンバル・ ジヨイント用のピボット・ビンを提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、ジヨイントを滑らかにするために、ジヨイントに送 られる潤滑剤を保持するリザーバをビンの頭部のベースに取りつけた、ピボット ・ビンを提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、刻み目のついた表面をもつロッドでできたピボッ ト・ビンを提供することにあり、その結果、ジヨイントにある潤滑剤は、刻み目 のくぼみに捕えられて、ジヨイントの中で、潤滑剤が最大限に利用され、ジヨイ ントからの潤滑剤のしみ出しを最小限にできる構造のピボット・ビンを提供する ことにある。

さらに本発明のもう一つの目的は、潤滑剤のリザーバとピボット・ビンのロッド の刻み目のついた表面の組み合わせによって、潤滑性を最大にし、ジヨイント内 での摩擦を最少とする構造を提供することにある。

本発明の利点は、添付の図面を参照することによって、さらに明確に理解されよ う。

（図面の簡単な説明） 第１図は、新しいピボット・ビンを採用したジンバル・ジヨイントによって連結 された管の二つの部分の外側立面図である。

第２図は、第１図の線２−２に沿った、新しいピボット・ビンを採用したジンバ ル・ジヨイントの断面図である。

第３図は、第１図の線３−３に沿った、ジンバル・ジヨイントの断面図である。

第４図は、第３図の線４−４に沿った、ジンバル・ジヨイントに組み込まれた本 発明の拡大断面図である。

第５図は、第４図の展開図である。

（好ましい実施例の詳細な説明） 第１図は、一般的に１０で示されるジンバル・ジヨイントを示している。ジンバ ル・ジヨイント１０は、管１２の二つの部分を連結する。管１２のそれぞれの部 分は中心軸１４をもっている。ジンバル・ジヨイント１０は、少な（とも一対の 対向するピボット装置１６と保持リンク１８をもち、第３図に示されるような、 それぞれのピボット装置１６の一部を形成する。保持リング１８に加えて、それ ぞれのピボット装置にはクレビス２０とピボット・ビン２２がある。ピボット・ ビン２２は、保持リング１８を、クレビス２０を通してはめ込まれ、ピボット装 置１６を形成する。

それぞれのクレビス２０は、輪状のカラー２４と、フレア一部分２６と、平らな 部分２８とで構成される。クレビス２０のカラー２４は、カラー２４をフレアー ２６につなぐ第一の曲がり部１９をもつ。フレア一部２６は、フレア一部２６を 平らな部分２８につなぐ第二の曲がり部２１をもつ。クレビス２ｏのカラー２４ は、爆接３０によって、管１２に連結されている。

フレア一部２６は、カラー２４から外側に向かって拡がり、したがって、平らな 部分２８の管１２の中心軸１４からの距離３２は、カラー２４の半径３４よりも 大きくなっている。

クレビス２０の平らな部分２８には、ピボット・ビン２２を受けるためにつくら れた滑らかな穴３６がある。滑らかな穴３６は、内側表面３８をもっている。潤 滑用穴３６の内側表面３８は、ピボット・ビン２２とはまり合って、詳細を以下 に述べるように、摩擦を減らす構造となっている。

さらに、クレビス２０の平らな部分は、上部表面４０と下部表面４２をもってい る。下部表面４２には、そこから突き出た二重リングあるいは強化カラー４４が ある。強化カラー４４は、潤滑用穴３６を、おおわないけれども、それをとり囲 む、このようにして、強化カラー４４は、潤滑用穴３６の一部を形成して、その 中にビン２２を受け入れる。

リング１８に作られているのが、ピボット・ビン２２を受けるための一個あるい はそれ以上の横方向の穴４６である。ピボット・ビン２２はリング１８の横方向 の穴を通って伸び、クレビス２０の平らな部分２８にある潤滑用穴にはいり、ジ ンバル・ジヨイント１０を形成する。

ピボット・ビン２２は、頭部４８とロッド部５０とで構成される。ピボット・ビ ン２２の頭部４８は半径５２をもち、ロッド部５０は半径５４をもつ。頭部４８ の半径５２は、以下に明らかになる理由によって、ロッド部５０の半径５４より も大き（なければならない。

頭部４８は、上部表面５６、下部表面５８、円筒表面６０及び中心軸６２をもつ 。頭部４８の円筒表面６０に形成されているのが、外側ねじ６４である。頭部４ ８にあるねじ６４を受けるために、リング１８を通って伸びる横方向の穴４６は 、内側表面６６をもっている。内側表面６６につくられているのが、頭部４８の 外側ネジ６４を受けるための補完ねじ６８である。

頭部４８の上部表面５６には、ピボット・ビンを保持リング１８にねじ込むため のスロット７０がつくられている。溶接ビーズ７２がピボット・ビン２２を所定 の場所に固定している。

ロッド部分５ｏは、上部表面７４、下部表面７６、円筒形表面７８及び中心軸８ ０をもっている。ロッド部分５０の上部表面７４は、頭部４８の下部表面５８と 同じ高さで、それと一体としてつくられている。さらに、頭部４８の中心軸６２ は、ロッド部分５０の中心軸６２と同じ線に並んでいる。頭部４８の半径５２は 、ロッド部分５０の半径５４よりも大きいので、ロッド部分５０と頭部４８の間 の半径の差によってオーバーハング８２ができる。オーバーバンク８２は、終端 部８６によって輪状のくぼみ８４を形成する。第４図に示されるように、ピボッ ト・ビン２２がとポット装置に組み込まれた時、輪状のくぼみ８４の終端部８６ は、リング１８の表面と接触する。その結果、輪状のくぼみ８４とリング１８は 、空洞あるいはリザーバ８８の境界を形成する。この空洞８８が潤滑剤９０のリ ザーバとして使用される。リザーバ８８ば、潤滑間隙９２と連絡している。潤滑 間隙９２は、穴の内側表面３８と、ロッド部分５０の円筒表面７８との間の空間 として定義される。

望ましい実施例では、ロッド部５ｏの円筒表面７８には、刻み目９４がついてい る。ロッド部分５０が、潤滑穴３６にはめ込まれた時、ロッド部５０の円筒表面 ７８と１１！ＩＩｆ穴３６の内側表面との間に、刻み目９４によってできる不均 一表面のせいで、ポケット９６がつくられる。これらのポケット９６が集合とし て潤滑間隙９２を形成する。このポケット９６が、リザーバ８８から、潤滑剤が 、ロッド部５０の円筒表面と、潤滑用穴３６の内側表面３８との間にしみ出すよ うにしている。ロッド部５０の円筒表面７８にある刻み目９４もまた、潤滑剤を 補足するのを助け、潤滑剤が洩れ圧さないようにしている。このような方法でピ ボット・ビンは潤滑剤が塗られる。

本発明のもう一つの実施例では、刻み目のついた表面を潤滑用穴３６の内側表面 ３８にもつけることができる。

さらに本発明のもう一つの実施例では、二重のクレビス（図示されていない）も 使用することができる。二重のクレビスには、クレビスの前記すそ広がりになっ た部分からのびて、お互いに平行な二つの平らな部分がある。保持リングは、二 重クレビスの二つの平らな部分の間を通る。ピボット・ビンは、その二重量３Ｍ を通してのびる。

ジヨイント１０の摩擦力は、ピボット・ビン２２と、ピボット・ビン２２がはま りこむ潤滑用穴３６の内側表面３８を、異なる硬度の合金でつくることによって 、さらに軽減させることができる。例えば、Ｌ−６０５（ＡＭＳ５５３７Ｅ）の ようなコバルト合金がピボット・ビン２２に使われ、インコネル７１８　（Ａ、 ＭＳ５６６２Ｆ、５６６３Ｇ、５６６４Ｂ）のようなニッケル合金が、潤滑用穴 ３６の内側表面３８に使用される。コバルト合金は、ニッケル合金に（らべて比 較的柔らかく、ピボット・ビン２２の方が早く摩耗する。また、もし潤滑用穴３ ６の内側表面３８が柔らかい合金ででき、ピボット・ビン２２がより硬い合金で できている場合も同様に満足な結果が得られる。いずれの場合にも、二つの金属 の硬度を違えることによって、同じ硬度の二つの合金の場合、よりストレスがか かり、お互いに摩耗するという現象を避けることができる。

高圧で使用する場合に、ジンバル・ジヨイントからガスが逃げるのを防ぐために 、ジヨイントにはベローズ９８が組み込まれている。アメリカ合衆国特許３，２ ４１．８６８号を参照されたい。

本発明及びそれに付随する利点は、前記の記述から明らかであろう。また、本発 明の精神から離れることなしに、さまざまな変更が可能であるのは明白である。

要約書 配管のジヨイント装置に使用されるピボット・ビンに関するもので、さらに特定 すれば、航空機用の高圧配管の各部をフレキシブルな形で連結し、管の前記部分 が前記ジヨイントでお互いに回転できるようにようにするために使用されるジン バル・ジヨイントに組み込まれるピボット・ビンに関するものである。ピボット ・ビンと一体として潤滑剤のためのリザーバが設けられ、ピボット・ビンが挿入 される穴に潤滑剤が浸みこむようにしている。

国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも一対のピボット装置をもつジンバル・ジョイント装置で、ジンバ ル・ジョイント装置はそれを取り囲む保持リングをもち、前記保持リンクには、 リンクを貫通する少なくとも一対の対向する横方向の穴があり、それぞれのピボ ット装置はピボット・ビンをもち、前記ピボット・ピンには頭部とロッド部があ り、前記頭部とロッド部を貫いて中心軸が走り、前記頭部の半径は前記ロッド部 の半径よりも大きく、前記頭部は、前記ロッド部に対してオーバーハング状態と なり、前記ピボット装置のそれぞれにはクレビスがあり、前記クレビスには平ら な部分があり、前記平な部分には潤滑用穴が形成され、前記潤滑用穴には内側表 面があり、前記の保持リンクの横方向の穴と前記潤滑用穴は一線にならんでおり 、前記ピボット・ピンが前記保持リングの横方向の穴を通って潤滑用穴にはまり 込み、前記潤滑用穴の前記内側表面と前記ロッド部の間に潤滑用空隙が形成され ている。ジンバルジョイント装置で、以下の改良が行われたもの、すなわち、 前記頭部の前記オーバーハングに形成されるくぼみは、潤滑剤を収納するように なっており、前記くぼみには終端部があり、前記終端部は前記保持リングと接触 していて、前記くぼみと前記保持リングは潤滑剤のリザーバをつくり、前記潤滑 剤用リザーバが前記潤滑空間と通じ合っていることを特徴とする、ジンバル・ジ ョイント装置。
2. ２．前記オーバーハングに形成される前記くぼみが輪状である請求項１記載のジ ンバル・ジョイント装置。
3. ３．前記ピボット・ビンの前記ロッド部分が、刻み目のついた表面をもち、潤滑 剤の保持能力が増した、請求項１記載のジンバル・ジョイント装置。
4. ４．前記潤滑用穴の前記内部表面に刻み目がついており、したがって、潤滑剤の 保持能力が増した、請求項１記載のジンバル・ジョイント装置。
5. ５．前記潤滑用穴の前記内側表面は、金属合金からつくられており、前記ピボッ ト・ビンの前記ロッド部分は、前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金とは 異なる硬度の金属合金からつくられていることを特徴とする、請求項１記載のジ ンバル・ジョイント装置。
6. ６．前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金は、Ｌ−６０５からできており 、前記ピボット・ピンの前記ロッド部分の前記金属合金は、インコネル７１８か らできていることを特徴とする、請求項５記載のジンバル・ジョイント装置。
7. ７．前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金がインコネル７１８でできてお り、前記ピボット・ビンの前記ロッド部分の前記金属合金がＬ−６０５でできて いることを特徴とする、請求項５記載のジンバル・ジョイント装置。
8. ８．ジンバル・ジョイント装置で、少なくとも一対の対向するピボット装置があ り、それぞれの前記ピボット装置はクレビスをもち、前記クレビスは平らな部分 をもち、前記平らな部分はそこを貫通してつくられる潤滑用穴をもち、前記潤滑 穴には内側表面があり、 保持リングが前記対向するピボット装置をとり囲み、前記保持リングにはそこを 貫通して作られる少なくとも一対の対向する横方向の穴があり、前記保持リング の前記横方向の穴は、前記クレビスの前記平らな部分の前記穴と一線に並んでお り、 ピボット・ピンは頭部とロッド部をもち、中心軸が前記頭部と前記ロッド部を通 って走り、前記頭部は前記ロッド部よりも大きな半径をもち、前記頭部は前記ロ ッド部に対してオーバーハングを形成し、前記ピボット・ビンが、前記保持リン クの横方向の穴と、前記クレビスの前記平らな部分の潤滑用穴を通ってはまり込 み、 潤滑用間隙が、前記潤滑用穴の前記内側表面と前記ロッド部の間に形成され、 くぼみ部が前記頭部の前記オーバーハングに形成され、前記くぼみ部は終端部は 前記保持リンクと接触し、潤滑剤のリザーバが前記くぼみ部と保持リンクによっ て形成され、前記潤滑剤のリザーバが前記潤滑用間隙と通じ合っていることを特 徴とする、ジンバル・ジョイント装置。
9. ９．前記オーバーハングに形成される前記くぼみ部が輪状である、請求項８記載 のジンバル・ジョイント装置。
10. １０．前記ピボット・ビンの前記ロッド部が、刻み目のついた表面をもち、潤滑 剤の保持能力が増したことを特徴とする、請求項８記載のジンバル・ジョイント 装置。
11. １１．前記潤滑用穴の前記内側表面に刻み目がついており、したがって、潤滑剤 の保持能力が増した、請求項８記載のジンバル・ジョイント装置。
12. １２．二対の対向するピボット装置をもつ、請求項８記載のジンバル・ジョイン ト装置。
13. １３．前記潤滑用穴の前記内側表面が金属合金でできており、前記ピボット・ピ ンの前記ロッド部は、前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金とは異なる硬 度の金属合金からつくられていることを特徴とする、請求項８記載のジンバル・ ジョイント装置。
14. １４．前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金は、Ｌ−６０５からできてお り、前記ピボット・ビンの前記ロッド部分の前記金属合金は、インコネル７１８ からできていることを特徴とする、請求項１３記載のジンバル・ジョイント装置 。
15. １５．前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金は、インコネル７１８からで きており、前記ピボット・ピンの前記ロッド部分の前記金属合金は、Ｌ−６０５ からできていることを特徴とする、請求項１３記載のジンバル・ジョイント装置 。