JPS58187612A - シアフロ−ジヨイント用のバランスピン - 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】 本発明はシア７０−ジョイン）Ｋ用いるためのビンに関
するものでジョイン國身又はＭＪ記ビンと締め具との組
合せに適用するものでおる。

シア７０−ジヨイントは航空機にしばしば用いられるも
のであるが、シア７０−ジヨイントにおいては２枚ある
いはそれ以上の枚数の金属シート等の部材を、その部材
に形成された貫通孔に貫通するビンを有する締め付は装
置によって接合させるものである。、ビンのシャンクは
、ジヨイントに加えられる剪断力に耐えるに見合った’
ｉｆｌ＆の材質とｆＲ面積ｔ−有する。この剪断力はし
ばしばかなり大きなものとなる。締め付は装置もま九ジ
ヨイントの曲げの結果として生じる軸方向の引張）強度
に耐えるものでなければならない、この目的のために、
ビンはヘッド部及び肩面上の４をＩＬ、締め具はこの＃
に係合することができ、し九がって接合部材はヘッド部
と締め具の関に＃め付は接合されるのである。この締め
付は力は通常、剪断力よｐかなシ小さい。

ヘッド部及び纏は通常、従来方法で形成されるが、この
方法によるとヘッド部及びｎ５ｒ１強度が大きすぎると
共に重すぎるという結果になる。このことは二重の不利
益をもたらす、＠１に重量が重すぎることはいかなる航
空機において４ｈ望ましいことではない、第２にチタニ
ウムのような材料は非常に高１なので余分な材料を使う
余裕は全くない。

本発明の第１の目的はヘッド部と＃１部の強度が等しく
、シかもジヨイント内の曲げによって生じる軸方向Ｏ引
張ヤ強度にちょうど見合っただけの強さであるようなジ
ヨイントに用いるためのビンを提供することでめる。一
方ビンのシャンクは加えられた剪断力に抗するに必要な
だけの大きさに形成する６以上のようにバランスビンは
重すぎず、従って材料を無駄にしない。

本発明の第２の目的は、円ｍ状シャンクの末１近くの臨
界点において、疲労に対し過不足ない抵抗力をイするビ
ンを提供することである。

本発明による金属性バランスシア７０−ビンはヘッド部
、円崎吠ンヤンク部、変換部及びネック部をこの檻に備
えている。ネック部にはねじあるいは鷹状纏のような周
面上の＃を形成する。軸方向の引張９漠度に対するヘッ
ド部と周面上の溝の固有強直は略等しく、シかもジヨイ
ントの曲げによって生じる力に抗するＫちょうど足るだ
けの大きさにする０円閏状シャンクのｌＪ！１１ｒ強度
はジヨイントを横切る剪断力に抗するに見合うだけのも
ＯＫする。

変換部には疲労に耐えるために部分的に加工硬化操作を
施こしたネック部を有する交差部を形成する。しかしこ
の操作を行うことは望ましいが必須ではなく４意である
。

本発明について以上述べてきた％倣及び他の籍徴は次の
詳細な説明及び添付図面より更に十分に理解されよう。

第１図示のようにシアフロージヨイント１ｏは一対の接
合部材１１．１２よりなる。この場合は２枚の４１１４
−、’−）或いは金属板で、例えばアルミニウムあるい
はチタニウムの合金板である。このジヨイント及びビン
と締め具は勿論シート或いは板取外の部材で構成するこ
とができる。金属板に取付けられている付属物は１つの
例である。

金属シー）１１及び１２はそれぞれ一列に配列されてい
る貫通孔１３　、１４を有する。４ｓ合によってはさら
穴１５が金属板１１の第１０外１１面１６上に形成され
る牛ともある。第２０外ＩＩ１面１７は金属板１２上に
形成される。

金属性のシアフロービンＩは一列に配列されている貫通
孔に嵌合される。この場合必ずではないが、はめしろを
もって嵌める（インターフイア２ンス嵌合）ことがＩｉ
ｌましい、即ちビンは孔よシ幾分大暑いので孔壁を押圧
し従ってジヨイントを疲労に対して、よシ抵抗力のめる
ものにする。インクーフイアランス嵌合については、よ
く知られているので、ここではこれ以上詳細には述べな
い。

ビン美には次の部分即ちヘッド部塁１円筒状シャンク部
ρ、変換部る及びネック部屑が順に配設されている。

変換Ｓβはシャンク部ｎとネック部スを連結し、シャン
ク部と隣接する位置に球面をなすショルダー２５ｔ−ｉ
し、ネック部と隣接する位置に交差部ｊをイする。

ネック部には周面上に＃４が形成されている。

この溝はネック部表面を回る従来の導溝である・この溝
は交差部ｊの直前まで続く。

交差ｓ２６は部分的に加工硬化される。この交差部をロ
ール型によって強く展圧する方法が望ましい、こうする
ことＫよシ、夫々の側に金属を展圧してクエープ四、四
とする０重要なことはこれらのウェーブ田、２９はいか
なる機能も妨害することがない場所に形成することで６
る。交差部を加工硬化させることによシ、この操作をし
ない場合と比較して、疲労に対する抵抗力をはるかに大
きくすることができる。この交差部は比較的急激な形状
変化を受は中すい位置なので、疲労に対する抵抗力はか
な〕重要であるが、この操作は随意である。変換部ツは
回転体の表面として示されて“１て、締め具の中心軸（
資）に対して―直な面を形成しない。

しかし中心軸に対して垂直な面となるように変換部コを
形成することも随意で６る。そうすればこの変換部ムは
変換部とネック部が接する点にある回転半径面に近接し
て位置することＫなる。

導溝が一定直径の溝山及び溝底をもつようにするのは１
つの例にすぎない６図示しないが一平面内でネック部の
同曲を一周する環状溝にすることもできる。これらの溝
は１つでも多数でもよい。

またすべての溝の大きさが同じでも同じでなくてもよい
。

導溝の溝山及び溝底の直径は常に一定である必要はない
、側端から遠ざかるにつれて溝山Ｏ直径を大きくしてい
くこともできる。ｓｉの直径は変えても変えなくてもよ
い。

第１図のヘッド部はさらねじとして形成されている。も
しさらねじが必要でない場合は第５図示の突出部あのよ
うに突出ヘッドを形成することもできる。「突出」とい
う用語の意味は第１の外側面よシ突き出ているというこ
とである。

シアフロージヨイントは締め具物をその末端にＭする。

このジヨイントはヘッド部及びネック部の重さ、５！１
ｊＦｉＬを最小にすることに留意して設計されているの
で、トルクセンシティブな締め具を使用することが有益
である。そうすればある一定の最大トルクを設定し、し
かもそれを越さないようにすることが可能となる。かく
して最適の力で接合がなされるのである。

上記の目的のため望ましい締め臭としてよく知られてい
るのはハイ−ロックカラーでめる。これはカリフォルニ
ア州トーランスのハイ−シェア会社で＃作されている。

このカラーについては１９６８年７月２日発行の米国特
許Ｌ３９０ｅ９０６号に述べられているが、本願ではこ
の力２−をそのま＼取り入れている。このカラーの１ｉ
ｐ＃ｉｌｌを知るために上記特許を参照されたい。

簡潔に述べれば、カッー菊はナツト４１と係合し、回転
具によって回転される駆動部４２．及び一定以上の回転
力を与えられると折損する剪断部Ｏｔ−有する。駆動部
は適度の回転力を加えることによりナツトをビンにしつ
かｐと締めつけ、軸方向の一定荷重をジヨイントに与え
る。変換部及び第２の外側面から突出するいかなる形状
のシャンクをも受は入れるためにナツトは端ぐ４７４４
を有する。

第１〜３図の締め具は回転によってセットされる。圧入
（スウエージング嵌合）の操作によって接合させること
も可能である。

例えば第４図に示したようにピン団は第１図あるいは第
５図と同様のヘッド部（図示せず）、シャンク部５１、
変換ｓ反及びネック部協を有する。

ｇｔ図の導溝の代シに、ζこでは一遅の周面上の溝（を
配設している。これらの溝の１本１本は中心軸５５に対
してｆｌｉＥな夫々の面に形成されている。溝がビンの
ネック部（第２の）床端にすすむにつれて溝山の直径は
大きくなってい＜、Ｓ戚の直径は同じ大きさであること
が好都合であるが、必要ならばこれも又増加してもよい
。

図示した溝の代シに溝山の直径がだんだん大きくなる導
溝を形成してもよい。

延性のある金属で製作される環状カラー印は溝に圧入す
る。第４図示のように左方へ押されるベル盤開口嵌合具
６１によって、軸の下半分に示した位置から第２の外側
面までカラーは押され、溝に嵌合する。１９６０年ｌＯ
月１１日発行の米Ｉ！１１４Ｉ許２゜９５５．５０５に
述べられているように、ねじ山の直径が増すと、軸方向
にビンに与えられる一定荷重は増加する。

導溝が使用される場合はたとえねじ山の直径が増加して
も、ねじがカラーを移動させるに十分な力を加えるだけ
で、カラーを回転することによシセットされた力２−を
簡単にあとでと９はずすことができる。

ビンの重量ｔ−最小にするためヘッド部と肩面上のＳ部
の軸方向の固有強度は等しくする。どちらが先に破損す
るかはランダムである。またジヨイント内の曲げＫよっ
て生じる軸方向の力に抗するに必要な最低の強度とする
。この分野で熟練し九人々ならばこの強度を容易に算出
することができる。非常に小型のヘッド部とネック部し
か必要とされないことは明らかである。このために従来
のビンと比較して２０−の重量減とすることができる。

大きさが急激に変化することを考えると、加工硬化操作
は極めて１厘のあることで、この臨界接合では疲労に対
して抵抗力をもつ。

展圧されたねじはｊ！に加工硬化の有利性をもち、よシ
小さなネック部にも同じ強度をも九せることかできる。

シャンクの直径もま九一定の剪断力に九えるように選ば
れる。

ビンは適当な金属材料によって作られる。アルミニウム
合金とチタニウム合金は有用な例で６る。

加工硬化性を有する金属が望ましい。

かくして本発ＢＡＫよると橋々Ｏ機能に対して必要なだ
けの強度を有するバランスピンを得ることかで龜、従っ
て従来の締め具よシ軽量のものが得られる。このビンを
有するジ曹インドもまえより軽く適当な構造の接合体を
提供するものである。

本発明は添付図面及びｆｐＨｆｌな説明によって示し九
実施例によって制約しようとするものではなく、特許請
求の範囲に記載する範囲において広く構成しようとする
ものである。一 本発明の実施態様をｆｔ１記すれば以下の通シである。

（１）　　％許請求の範囲第１項記載のビンとこのビン
に接合する締め具の組合せ。

（２）　　締め具がカラーである振銖組東ｂ５上起第（
１）項記載のビンと締め具の組合せ。

（３）　　溝が導溝で６〕、また力２−は内側にねじ山
が形成されるナツトである上記第（２）項記載のビンと
締め具の組合せ。

（４）カラーはナツトに回転力を与えるための駆動部を
有し、駆動部は一定量以上の回転力が与えられると破損
するようになっていることを特徴とする上記ｊｔｉ（３
）項記載のビンと締め具の組合せ。

（５）　　剪断部は駆動部をナツトに接合し、一定量以
上の回転力が与えられると５ｔｆｔされ、ナツトから駆
動部をひき離すことｔ−％徴とする上記第（４）項記載
のビンと締め具の組合せ。

（６）線溝は第４側燗から線溝が遠ざかるＫっれてその
ねじ山の直径が増加する上記第（３）項記載のビンと締
め具の組合せ。

（η　カッ−は周面上の＃に圧入（スウェージ嵌合）さ
れる上記第（２）項記載のビンと締め具の組合せ。

のビンと締め具の組合せ。

（９）　　−列に並んだ貫通孔を有し、一方の金属部材
には第１ｃ）外１１面を有し、もう一方の金属部材には
第２０外１１面を有する複数個の金属性部材とと：その
ヘッド部を第１の外側面に押圧し、そのネック部をｊ１
２の外側面よｐ突出させて、貫通孔を貫通する特許請求
の範囲第１項記載のビンと：ねじと係合し、ｊＩ２の外
側ｌ１ＪＫｆｆＰ圧し、ビンに対しそのヘッド部によっ
て軸方向の引張〕力を働かせ、円筒状シャンク部は剪断
力に抗して、前記部材間を密着接合させるカラー：以上
３つが接合されているジヨイント。

−円線状シャンクは貫通孔にはめじろをもって嵌め込む
（インターフイア２ンス嵌合）ことをｑ＃徴とする上記
第（９）項記載のジヨイント。

α凌　カラーはナツトに回転力を与えるための駆動部を
有し、この駆動部は一定量以上の回転力を受けると破損
し、従って駆動部は取りはずされることを％徴とする上
記第（９）項記載のジ璽インド。

（６）　カラーは＃ｌＫ圧入によって係合する上記第（
９）項記載のジ目インド。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発８ＩＩＶＣよる、５１１ましい一実施例の
軸方向の断面図、第２図はａＩ１図の右側面図、第３図
は第１図の部分拡大図、第４図は本発明による他の実施
例の軸方向の断面図で、一部は締め付けがセットされて
いる状態を、一部はセットされていない状態を６られす
、第５図は第１図におけるビンの他の聾の１ｌＩｌ′；
４Ａ面図である。 Ｊ、５０・・・・・・・・・シアフロービン、２１・・
・・・・・・・ヘッド部、η、　５１−−−−−−・・
・円線状シャンク部、ム、５２−・・・・・・・・変換
部、２４．５３・・・・・・・・・ネック部、６・・・
・・・・・・ショルダー、々・・・・・・・・・交差部
、２７．−・・・・軸・・・周面上の溝、３０，５５・
・・・・・・・・中心軸、菊・・・・・・・・・締め具
、４１・・・・・・・・・締め具の嵌合部（ナツト）、
ω・・・・・・・・・締め具の嵌合部（環状カラー）、
々・・・・・・・・・駆動部、６１・・・・・・・・・
駆動部（ベルｍ開口嵌合具）、４・・・・・・・・・剪
断部。 手続補正書（方式） １１ｊ３和５７年Ｓ月Ａ　口 １．４１件の表示 昭和町年　特　許　願第０＠Ｉｌｌ！号２、発１ｉｃ）
名称 シア７０−ジ冒インＦ用のバランスビン７．１１正の内
容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　第１１１４と第２側端及び中心軸を［Ｌ、締
   め付は装置はヘッドＳ９円筒状シャンク部、変偶部、ネ
   ック部及び前記ネック部にｌ４ｔｈＴ上のＳｔ−有し、
   これらの各部は互いに同一軸上に第１側端からこの順に
   配設され、ヘッド部及び周面上の溝は軸方向の引ｇｋｐ
   カに耐えるだけの固有強度を夫々持ち、上記円筒状シャ
   ンク部は剪断力に耐えるだけの固有強度を持ち、この円
   筒状シャンク部は一定の直径を有し、前記ヘッド部とネ
   ック部は一定のＩＩＬ４を夫々有し、シャンク部の直径
   はヘッド部の直径より小さく、またネック部及び周面上
   のｍｏａ径よル大きく、ヘッド部の固有！ｉ！１度と肩
   面上の溝の固有５！ｉ直は略等しく、シかもシア７０−
   ジ盲インド中の曲げによって生じる引張シカにちょうど
   見合うだけのもので６９、円Ｔｌｌ状シャンク部の固潰
   漠度はジヨイント中に生じる剪断力に耐えるにたるもの
   であることを特徴とする金４性のシアフロージヨイント
   用のバランスピン。 （２）　　ヘッド部及びＪ４面上の溝の固有強度が互い
   に十分に接近しているので、引張シカに対してどちらが
   先に破損するかはランダムであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の金属性のシアフロージヨイント
   用のバランスピン。 （３３４面上の縛が、ネック部上を周回する螺溝である
   ことを特徴とする特許請求の範囲ｆｓ１項記載の金属性
   のシアフロージヨイント用のバランスピン。 （４）周面上の縛が第１１１１端から離れるにつれ、ね
   じ山の直径が増加していくことを４１）値とする特許請
   求の範囲第１項記載の金属性のシア７０−ジヨイント用
   のバランスピン。 （５）　　ねじ底の直径が一定であることｔ−％値とす
   る％許ｄ求の範囲第４項記載の金属性のシア７０−ジヨ
   イント用のバランスピン。 Ｌ６）　　１４面上の溝が少くとも１本の連続した濃状
   溝であることｔ−％黴とする特許請求の範囲第１項記−
   の金属性のシア７０−ジ目インド用のバランスビン。 （７）　　ヘッド部がさらねじであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の金属性のシア７０−　シｗ
   　（ント用のバランスビン。 （８）　　ヘッド部が突出状になっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のシア７０−ジヨイント
   用のバランスビン。 （９）　　ショルダーと交差部との間にるる変換部が中
   心軸に対して垂直であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記−の金属性のシア７０−ジヨイント用のバラ
   ンスビン。 ｏｉＪＶヨルダーと交差部との間にある変換部が回転体
   の表面形状であり、中心軸に対し１ｉｉ直ではないこと
   を特徴とする特許請求の１ｍｍ落第１記載の金属性のシ
   ア７０−ジヨイント用のバランスビン。 ＣＬＩＩＩＩはネック部上を周回するねじであプ、交差
   部は展圧により加工硬化されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記−の金属性のシア７０−シヨイン
   ト用のバランスビン。 （６）加工硬化操作によって材料が変換部とネック部に
   移動し、金属と締め具と接触しないことを特徴とする特
   許請求の範囲第１】項記−の金属性のシア７０−シヨイ
   ント用のバランスビン。