KR20240091193A - 호버링을 할 수 있는 항공기를 위한 반토크 로터의 블레이드들의 받음각을 변경하기 위한 제어 장치 - Google Patents

Abstract

호버링(hovering)을 할 수 있는 항공기(1)를 위한 반토크 로터(anti-torque rotor)(4)의 블레이드들(8)의 받음각(angle of attack)의 변화를 제어하기 위한 제어 장치(50)는, 로터(4)의 샤프트(6)에 대해 제1 축(A)을 따라 슬라이딩되고 이와 일체로 회전가능한 제어 요소(16) - 제어 요소(16)는 샤프트(6) 상에 관절식으로 연결되는 복수의 블레이드들(8)에 작동가능하게 연결되어 축(A)을 따른 요소(16) 자체의 병진운동에 이어서 그들의 받음각을 변경함 -; 샤프트(6)에 대해 축(A)을 따라 축방향으로 슬라이딩되고 축(A)에 대해 각도적으로 고정되는 제어봉(10); 및 제어봉(10)과 제어 요소(16) 사이에 개재되고, 샤프트(6)에 대해 축(A)을 따라, 그리고 제어봉(10)과 일체로 슬라이딩되는 롤링 베어링(17)을 포함하며, 제어 장치(50)는 제어봉(10) 상으로 나사결합되고 베어링(17)과 협력하여 이를 제어봉(10)에 대해 축방향으로 구속하는 나사형 요소(51), 및 나사형 요소(51)에 각도적으로 그리고 축방향으로 고정되는 방식으로, 그리고 제어봉(10)에 각도적으로 고정되는 방식으로 결합되는 부싱(52)을 포함한다.

Description

호버링을 할 수 있는 항공기를 위한 반토크 로터의 블레이드들의 받음각을 변경하기 위한 제어 장치

관련 출원들과의 상호 참조

본 특허 출원은 2021년 10월 29일 출원된 유럽 특허 출원 번호 제21205724.4호로부터의 우선권을 주장하며, 그 전체 개시내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.

기술분야

본 발명은 헬리콥터용 반토크 로터(anti-torque rotor)의 블레이드들의 받음각(angle of attack)을 변경하기 위한 제어 장치에 관한 것이다.

본질적으로, 동체, 동체의 상단에 배치되고 그 자체 축을 중심으로 회전가능한 메인 로터, 및 동체의 테일 단부에 배치된 반토크 로터를 포함하는 헬리콥터가 알려져 있다.

헬리콥터는 또한 공지된 방식으로, 예를 들어 터빈들과 같은 하나 이상의 모터 부재들 및 터빈들과 메인 로터 사이에 개재되고 터빈들로부터 메인 로터 자체로 운동을 전달하도록 적응된 변속기 그룹을 포함한다.

보다 상세하게는, 반토크 로터는, 차례로,

- 제1 축을 중심으로 회전가능한 제어 샤프트;

- 제1 축을 중심으로 회전가능한 허브(hub); 및

- 허브 상에 관절식으로 연결되고, 허브 자체로부터 캔틸레버식으로 돌출되고, 각각이 제1 축에 대해 횡방향인 각자의 제2 축들을 따라 연장되는 복수의 블레이드들을 포함한다.

반토크 로터의 구동 샤프트는 메인 변속기 그룹에 의해 구동되는 일련의 기어들에 의해 회전 구동된다.

반토크 로터의 블레이드들은 제1 축을 중심으로 구동 샤프트와 일체로 회전하며 제2 축을 중심으로 선택적으로 경사질 수 있어 각자의 받음각들이 변경될 수 있고 이에 따라 반토크 로터에 의해 가해지는 추력을 조절할 수 있다.

각자의 블레이드들의 받음각들을 조정하기 위해, 반토크 로터들은,

- 조종사에 의해 작동가능한 페달보드에 기계적 연결 또는 플라이 바이 와이어(fly-by-wire) 연결에 의해 작동가능하게 연결되고, 제1 축을 따라 제어 샤프트 내부에서 슬라이딩되지만 제1 축에 대해 각도적으로 고정되는 제어봉;

- 제1 축을 중심으로 제어 샤프트와 일체로 회전가능하고, 상대적인 제2 축에 대해 편심 위치에서 각자의 블레이드들에 연결된 복수의 아암(arm)들을 구비하는, "스파이더(spider)"라고도 알려진 제어 요소; 및

- 제1 축에 대하여 슬라이딩 방식으로 장착되고, 봉과 제어 요소 사이에 개재되고, 봉으로부터 회전 요소로 축방향 하중을 전달하도록 구성되는 롤링 베어링을 포함한다.

구체적으로, 제어봉은 롤링 베어링이 장착되는 제1 축을 따르는 제1 단부 및 제1 단부에 축방향으로 반대편에 있는 제2 단부를 포함한다.

보다 구체적으로, 롤링 베어링은, 차례로,

- 제어 요소에 고정되는 반경방향 외부 링;

- 제어봉에 고정되는 반경방향 내부 링; 및

- 반경방향 내부 및 외부 링에 의해 정의되는 각자의 트랙들 상에서 롤링되는 복수의 롤링 몸체들을 포함한다.

상세하게는, 반경방향 내부 링은 제어봉의 제1 단부 측에 배치되는, 제1 축을 따른 제3 단부, 및 제3 단부에 축방향으로 반대편에 있는 제4 단부를 포함한다.

베어링의 정상적인 작동 조건에서, 롤링 몸체들은 내부 링에 대한 외부 링의 회전 및 그에 따른 제어 요소의 봉에 대한 회전을 허용한다.

페달보드의 작동은 제어봉이 제1 축에 평행하게 슬라이딩되게 한다. 이러한 슬라이딩은, 롤링 베어링에 의해, 결정된 스트로크를 따라 제1 축에 평행한 제어 요소의 슬라이딩을 야기한다.

이러한 슬라이딩은 블레이드들이 상대적인 제2 축들을 중심으로 회전하게 하여, 각자의 받음각들을 결정된 스트로크와 연관된 동일한 값들만큼 변경한다.

제어봉에 대한 반경방향 내부 링의 정확한 고정을 보장하기 위해, 반경방향 내부 링은 제1 축에 대해 축방향 및 반경방향 둘 모두에서 구속되어야 한다. 상세하게는, 제1 단부로부터 제2 단부로 배향되는 방향과 그 반대 방향 둘 모두에서 제어봉에 대한 반경방향 내부 링의 축방향 변위를 방지할 필요가 있다.

공지된 유형의 해결책에 따르면, 제어봉은 견부(shoulder)를 포함하고, 반경방향 내부 링은 제4 단부가 이 견부에 축방향으로 인접하도록 장착되어, 반경방향 내부 링이 제2 단부를 향해 축방향으로 이동하는 것을 방지한다.

더욱이, 이러한 공지된 해결책에 따르면 제어봉은 제1 단부에 나사산이 형성된다. 따라서, 반경방향 내부 링을 제2 단부로부터 제1 단부로 배향되는 방향으로 축방향으로 잠금하는 것은, 제3 단부에 축방향으로 인접하도록 배열되는 나사형 고정 요소, 예를 들어 너트를 제어봉에 나사결합함으로써 이루어진다. 특히 너트는 베어링에 필요한 축방향 예압을 보장하기 위해 충분한 토크로 조여진다.

너트는 헬리콥터 전체의 작동을 위한 중요한 구성 요소인데, 그 이유는 너트의 손실은 반경방향 내부 링을 제어봉에 대해 축방향으로 제1 단부를 향해 자유롭게 슬라이딩되게 만들고 따라서 반토크 로터를 실질적으로 제어 불가능하게 만들 것이기 때문이다.

출원인은 사용 중 롤링 베어링에 작용하는 진동이 너트의 점진적인 우발적인 나사결합 해제(unscrew)를 야기하고 너트의 축방향 미끄러짐을 야기하는 경향이 있음을 관찰했다.

이러한 단점을 해결하기 위해, 다양한 공지된 해결책들이 제안되고 있다.

첫째, 진동들이 너트에 미치는 영향들을 제한하기 위해, 공지된 해결책들은 너트를 자체-제동 유형으로 만드는 것이다.

상세하게는, 너트는 축방향 단부들 중 하나에 변형가능한 부분을 포함하며, 이 부분은 그의 제작 과정에서 소성 변형(특히 타원형으로)된다. 이러한 변형가능한 부분은 너트와 제어봉 사이의 정적 마찰을 증가시키고, 따라서 너트의 자체-제동 요소로서 작용한다.

또한, 제어봉에는 제1 축에 횡방향으로 하나 이상의 관통 홀들이 형성되고, 너트에는 하나 이상의 슬롯들이 형성된다. 따라서, 너트 내의 슬롯들 중 하나와 제어봉의 홀들 중 하나를 통해 분할 핀을 동시에 결합함으로써 너트를 나사결합 해제하는 위험이 더욱 감소된다.

그러나, 이러한 해결책들은 롤링 베어링의 축방향 잠금의 신뢰성 및 유지보수성 측면에서 개선의 여지가 있다.

특히, 사용되는 너트가 자체-제동 유형이기 때문에, 자체-제동 유형이 아닌 너트를 조이기에 충분한 조임 토크보다 큰 조임 토크를 사용할 필요가 있다. 둘째, 자체-제동 너트들의 구조적 특성들로 인해 정확한 값과 동일한 조임 토크를 부여할 수 없고, 다만 소정 값의 범위 내에서 가변적 조임 토크만을 부여할 수 있다. 마지막으로, 자체-제동 너트의 사용은, 더 높은 시동 토크 값 - 즉, 자체-제동 요소에 의해 발생되는 정적 마찰을 극복하기 위해 너트 자체에 인가되어야 하는 토크 -에 대응하는데, 이는 상이한 유형의 너트들의 경우에 요구되는 것보다 더 높다. 시동 토크 값이 클수록 제어봉의 유지 단계들이 더 어려워지는 경향이 있다.

또한, 자체-제동 너트는 제한된 수의 조임 사이클들 동안 사용될 수 있음을 유의해야 한다. 특정 수의 조임 사이클들 후에, 너트의 자체-제동 효과는 사실상 더 이상 보장되지 않으며 너트는 교체되어야 한다.

너트의 변형가능한 부분의 소성 변형은 또한 제어봉의 나사산을 손상시키고, 특히 변형을 야기하는 경향이 있다. 공지된 유형의 해결책에 따르면, 일단 조임 토크가 부여되면, 그리고 분할 핀이 설치될 수 있게 하기 위해, 분할 핀이 제어봉의 홀과 너트의 슬롯을 통해 동시에 통과되어야 한다. 이는 상기 홀과 슬롯이 실질적으로 서로 정렬된 경우에만 가능하다. 홀과 슬롯 사이의 정렬 조건은 일반적으로 조임 토크의 인가의 종료시에 검증되지 않기 때문에, 통상적으로, 일반적으로 나사결합 방향으로 너트의 추가 회전이 필요하다. 이로 인해 나사결합 방향으로 너트에 인가되는 총 토크의 값이 더욱 증가할 수 있다.

따라서, 해당 분야에서는 신뢰성 및 유지보수의 용이성을 보장하면서 롤링 베어링의 내부 링을 축방향으로 구속할 필요성이 느껴진다.

CN-A-106438637은 나사형 봉, 너트 및 회전 방지 관형 요소를 포함하는 고정 시스템을 기술한다. 너트는 나사형 관통 홀, 및 제1 회전 방지 부분을 갖는 제1 회전 방지 홀을 포함한다. 관형 요소는 제2 회전 방지 홀 및 제2 회전 방지 부분을 포함한다. 제2 회전 방지 관통 홀은 제3 회전 방지 부분을 포함한다. 봉은 또한 외부 나사형 부분 및 제4 회전 방지 부분을 포함한다. 제1 및 제2 회전 방지 부분은 관형 요소에 대한 너트의 회전을 방지하도록 결합된다. 제3 및 제4 회전 방지 부분은 봉에 대한 관형 요소의 회전을 방지하도록 결합되어, 관형 요소와 너트가 서로 각도적으로 일체가 되도록 한다.

EP-A1-3753848은, 제1 축을 중심으로 회전가능한 마스트(mast)를 포함하는 반토크 로터, 각자의 제2 축들을 따라 연장되는 복수의 블레이드들, 마스트에 대해 제1 축을 따라 슬라이딩되고, 마스트와 일체로 회전가능하며, 상기 블레이드들에 연결되는 제어 요소, 축방향으로 제1 축을 따라 슬라이딩되며 상기 제1 축에 대해 각도적으로 고정되는 제어봉, 제어봉과 제어 요소 사이에 개재되고, 제어봉과 일체로 제1 축을 따라 슬라이딩되고, 제1 축을 중심으로 제어봉에 대해 상기 제어 요소의 상대 회전을 가능하게 하도록 구성되는 연결 요소, 및 활성 구성 또는 비활성 구성에서 이용가능한 변속 유닛을 개시하며, 변속 유닛은, 차례로, 제어봉과 축방향으로 그리고 각도적으로 일체화되고 제어봉으로부터 반경방향으로 돌출되는 환형 융기부(ridge), 및 융기부에 의해 맞물리고 제어 요소와 각도적으로 일체화된 시트(seat)를 포함한다.

US-A1-2020/248737은 나사, 블라인드 홀(blind hole) 및 홈을 갖는 나사형 부분, 조임 부분을 갖는 너트, 캡 및 핀을 포함하는 포지티브 잠금(positive locking) 체결구를 개시한다. 캡은 조임 부분과 맞물리도록 의도된 고정화 부분, 및 상기 캡이 나사에 대해 회전하는 것을 방지하도록 블라인드 홀과 협력하도록 의도된 잠금 부분을 갖는다. 잠금 부분은 또한 나사와 캡을 함께 유지하기 위해 핀이 개구들 내로 그리고 홈 내로 삽입될 수 있도록 하기에 적합한 개구들을 포함한다.

US-A-121176은 잠금 대상 너트 위에 피팅되는 캡과, 외부에서 적용되어 상기 캡을 통과하고 나사 볼트를 통하거나, 그 내부로, 또는 그에 대항하여 통과하는 키, 핀 또는 나사를 결합 사용하여, 너트가 나사 볼트에서 회전하거나 느슨해지는 것을 방지하는 것을 개시한다.

본 발명의 목적은 호버링가능한 항공기의 테일 로터의 블레이드들의 받음각을 변경하기 위한 제어 장치를 실현하는 것으로서, 이는 상기 요구 사항들 중 적어도 하나를 간편하고 경제적인 방식으로 충족시킬 수 있도록 한다.

상술한 목적은 청구항 1에 정의된 제어 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해, 첨부된 도면들을 참조하여 비제한적인 예에 의해서만 제공되는 2개의 바람직한 실시예들이 이하에 기술된다:
- 도 1은 본 발명에 따른 반토크 로터의 블레이드들의 받음각을 변경하기 위한 제어 장치를 포함하는 헬리콥터의 사시도이다.
- 도 2는 확대된 축척의, 도 1의 반토크 로터의 부분 사시도이다.
- 도 3은 도 2의 평면 Ⅲ-Ⅲ에 따른 단면도이다.
- 도 4는 확대된 축척의 도 3의 단면의 상세사항이다.
- 도 5는 확대된 축척의 도 4의 단면의 상세사항이다.
- 도 6은 명료함을 위해 부품을 제거한 도 5의 평면 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도이다.
- 도 7 및 도 8은 도 1 내지 도 6의 제어 장치의 일부분의 분해 사시도들이다.
- 도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 제어 장치의 일부분의 사시도이다.
- 도 10은 대안적인 실시예에 따른 제어 장치의 일부분의 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 숫자 1은 특히 헬리콥터를 나타내며, 헬리콥터는, 본질적으로,

- 동체(2);

- 하나 이상의 터빈들(5);

- 동체(2)의 상부에 배치되고, 축(E)을 중심으로 회전가능한 메인 로터(3); 및

- 동체(2)의 테일 단부에 배치되고, 축(E)에 대해 횡방향인 그 자신의 축(A)을 중심으로 회전가능한 반토크 로터(4)를 포함한다.

헬리콥터(1)는 또한 터빈들(5)로부터 메인 로터(3)로 운동을 전달하는 변속기 그룹(11)을 포함한다.

변속기 그룹(11)은, 차례로,

- 터빈(5)으로부터 로터(3)로 운동을 전달하는 기어들의 트레인(12); 및

- 트레인(12)으로부터 로터(4)로 운동을 전달하는 샤프트(13)를 포함한다.

공지된 방식으로, 로터(3)는 헬리콥터(1)가 상승되어 전방으로 이동하게 할 수 있는 지향성 추력(orientable thrust)을 제공하도록 적응된다. 또한, 공지된 방식으로, 로터(3)의 작동은 헬리콥터(1) 상의 축(E)을 중심으로 하는 반력 토크를 발생시킨다.

로터(4)는 축(A)에 평행한 추력을 발생시키고, 이는 동체(2) 상에 반력 토크에 저항하는 반대 토크(contrasting torque)를 야기한다.

이러한 반대 토크는 로터(3)에 작용하는 토크와 반대 방향으로 배향된다.

따라서, 로터(4)에 의해 발생된 추력 값에 따라, 축(E)을 중심으로 원하는 요(yaw) 각도에 따라 헬리콥터(1)를 배향하거나, 수행될 기동에 따라 전술된 요 각도를 변경하는 것이 가능하다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 로터(4)는, 본질적으로,

- 축(A)을 중심으로 회전가능하며, 샤프트(13)에 공지된 방식으로 작동가능하게 연결되는 구동 샤프트(6);

- 축(A)에 대해 횡방향인 각자의 축들(B)을 따라 캔틸레버식으로 연장되는 복수의 블레이드들(8)(도시된 경우, 4개); 및

- 샤프트(6)의 일부분에 외부적으로 고정되고, 축(A)을 중심으로 샤프트(6)와 일체로 회전가능하고, 블레이드들(8)이 관절식으로 연결되는 허브(9)를 포함한다.

보다 정확하게는, 블레이드들(8)은,

- 축(A)을 중심으로 허브(9) 및 샤프트(6)와 일체로 회전가능하도록; 그리고

- 각자의 축들(B)을 중심으로 서로 동일한 각도들로 그리고 시간이 지남에 따라 동시에 경사져 각자의 받음각들을 변경하도록, 허브(9) 상에서 관절식으로 연결된다.

특히, 허브(9)는 각자의 블레이드들(8)에 대한 연결을 위해 축(A)에 대해 반경방향으로 돌출되는 복수의 부착 요소들(27)을 포함한다. 각각의 블레이드(8)는 또한 축(A)에 대해 반경방향으로 내부에 배열되고 허브(9)의 상대적인 부착 요소(27) 상에 관절식으로 연결되는 루트(root) 부분(14)을 포함한다(도 2, 도 3 및 도 4).

로터(4)는 블레이드들(8)의 받음각, 즉 블레이드들(8)의 받음각들을 변경하는 제어 장치(50)를 더 포함한다.

헬리콥터(1)는 전술한 받음각들의 변화를 허용하기 위해 조종사에 의해 작동될 수 있는, 예를 들어 페달보드와 같은 비행 제어 장치(15)(도 1에 개략적으로만 도시됨)를 더 포함한다.

제어부(50)는(도 3 및 도 4),

- 축(A)에 평행하게 슬라이딩되고 기계적 연결을 통해, 또는 플라이 바이 와이어 모드를 통해 비행 제어 장치(15)에 의해 작동가능한 제어봉(10);

- 축(A)을 중심으로 샤프트(6)와 일체로 회전가능하고 상대 축들(B)에 대해 편심되게 블레이드들(8)에 연결되는 요소(16); 및

- 봉(10)과 함께 축(A)에 평행하게 슬라이딩되고, 봉(10) 자체와 요소(16) 사이에 개재되는 베어링(17)을 포함한다.

보다 구체적으로, 샤프트(6)는 중공이다.

샤프트(6)는(도 3),

- 축방향 단부(20);

- 개방되고, 단부(20) 반대편에 있는 축방향 단부(21); 및

- 축방향 단부들(20, 21) 사이에 개재되며 허브(9)가 키 결합되는(keyed) 메인 부분(22)을 포함한다.

메인 부분(22)은 샤프트(13)로부터 운동을 전달받도록 적응된 플랜지(19)를 더 정의한다(도 3).

보다 구체적으로, 샤프트(6)는 플랜지(19)에서 최대 직경을 가지며, 플랜지(19)로부터 단부들(20, 21)로 갈수록 점진적으로 직경이 감소한다.

봉(10)은 샤프트(6)에 의해 내부에 부분적으로 수용된다.

봉(10)은,

- 일 단부(23);

- 단부(23) 반대편에 있는 축방향 단부(24); 및

- 샤프트(6)의 단부들(20, 21)을 관통하는 본체(25)를 더 포함한다.

단부들(23, 24)은 샤프트(6) 외측으로, 그리고 단부들(20, 21) 측에 각각 배치된다.

본체(25)는 레버 기구(도시되지 않음)에 의해 또는 무선형 드라이브에 의해 비행 제어 장치(15)에 작동가능하게 연결된다.

요소(16)는 차례로,

- 샤프트(6) 내부에 부분적으로 수용되고, 축(A)에 대해 슬라이딩 방식으로 샤프트(6) 자체에 연결되고, 부분적으로 봉(10)을 수용하는 관형 몸체(40);

- 축(A)에 대해 직교하여 연장되고, 샤프트(6)의 반대 측의 관형 몸체(40)에 고정되는 플랜지(42); 및

- 축(A)에 대해 횡방향인 각자의 축들(C)을 중심으로 플랜지(42) 상에 관절식으로 연결되고, 상대적인 축들(B)에 대해 편심 위치에 각자의 블레이드들(8) 상에 관절식으로 연결되는 복수의 레버 기구들(43)을 포함한다.

플랜지(42) 및 베어링(17)은 샤프트(6)의 외부에 수용되고 봉(10)을 둘러싼다.

보다 정확하게, 플랜지(42) 및 베어링(17)은 단부들(21, 24)에 대해 단부들(20, 23)의 반대 측에 배열된다.

플랜지(42)는 샤프트(6)에 축(A)을 따라 슬라이딩될 수 있게 하는 단일의 가변-길이 벨로우즈(bellows)(44)에 의해 연결된다.

레버 기구들(43)은 축(A)에 대해 일반적으로 경사지고, 플랜지(42)로부터 단부들(20, 23)을 향해 연장된다.

축(A)을 따른 봉(10)의 병진운동은 베어링(17)에 의해 요소(16)의 병진운동을 야기한다.

축(A)을 따른 요소(16)의 슬라이딩의 결과로서, 레버 기구들(43)은 축(A)에 대한 그들의 경사를 동일한 상호 동일한 각도만큼 변경하여, 각자의 축들(B)을 중심으로 동일한 상호 동일한 각도만큼 블레이드들(8)의 동시 회전을 야기한다.

특히, 레버 기구들(43)은 각자의 블레이드들(8)의 루트 부분들(14) 상에 관절식으로 연결된다.

베어링(17)은 축(A)에 평행한 축방향 하중들을 양방향들로 전달할 수 있다.

즉, 베어링(17)은 축(A)을 따른 봉(10)의 양방향들로의 병진운동이 요소(16)의 동일한 방향들로의 병진운동을 야기하도록 구성된다.

따라서 베어링(17)은, 봉(10)과 요소(16)를 축(A)에 대해 축방향으로 일체적이고 각도적으로 이동가능한 방식으로 연결하는 변속기 그룹을 정의한다.

베어링(17)은, 차례로(도 5),

- 요소(16)와 일체로 회전가능한 외부 링(30);

- 봉(10)과 일체로 슬라이딩되는 내부 링(31); 및

- 각자의 링들(30, 31)에 의해 정의되는 각자의 레이스들(33, 34) 상에서 롤링되는 복수의 롤링 몸체들(32)(도시된 경우, 겹줄(double row) 볼들)을 포함한다.

도시된 경우에, 링(31)은, 서로 반대편에 있고, 링(30)을 향해 반경방향으로 돌출하고, 롤링 몸체들(32)에 대한 각자의 축방향 인접 표면들을 정의하는 한 쌍의 축방향 단부 견부들(35, 36)을 갖는다. 특히, 롤링 몸체들(32)은 견부들(35, 36) 사이에 축방향으로 개재된다.

또한, 도시된 경우에, 링(31)은 축방향으로 서로에 대해 접촉하도록 배열된 2개의 하프 링으로 구성된다.

링(30)은 견부들(35, 36) 사이에 축방향으로 개재되고, 링(31)을 향해 반경방향으로 돌출되고, 롤링 몸체들(32)에 대한 각자의 인접 표면들을 정의하는 견부(37)를 포함한다. 견부(37)는 축(A)에 대해 반경방향으로 베어링(17)의 대칭면에서 롤링 요소들(32) 사이에 축방향으로 개재된다.

더욱이, 외부 링(30)은 플랜지(42)에 대해 축(A)에 대해 반경방향으로 내향하는 위치에서 요소(16)의 관형 몸체(40) 상에 고정된다.

내부 링(31)은 축(A)에 대하여 축방향 및 반경방향 둘 모두에서 작용하는 구속 조건들에 의하여 제어봉(10)과 일체로 제조된다. 특히, 축(A)에 대하여 평행한 제어봉(10)에 대한 내부 링(31)의 이동은 단부(23)로부터 단부(24)로 배향된 방향과 그 반대 방향 둘 모두에서 방지된다. 도시된 경우에, 제어봉(10)에 대해 반경 방향의 링(31)의 이동은 간섭 결합에 의해 방지된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 내부 링(31)은 단부(23) 측에 배열되는 축방향 단부(31a), 및 단부(31a) 반대편에 있는 축방향 단부(31b)를 포함한다. 이들 축방향 단부들(31a, 31b)에서 제어봉(10)에 대한 내부 링(31)의 축방향 변위를 방지하는 구속들이 작용한다.

더 상세하게는, 제어 장치(50)는 축방향 단부(31a)와 협력하고, 단부(24)로부터 단부(23)로 배향되는 방향으로 내부 링(31)의 축방향 이동을 방지하는 축방향 잠금 요소(38)를 포함한다. 도시된 경우에, 제어봉(10)은 축방향 잠금 요소(38)를 정의하는 견부(39)를 포함한다. 보다 상세하게는, 내부 링(31)은 축방향 단부(31a)에서 견부(39)에 축방향으로 인접한다(도 5).

제어봉(10)은 나사형 부분(10a)을 더 포함하고, 제어 장치(50)는 나사형 부분(10a)에서 제어봉(10) 상으로 나사결합되고, 축방향 단부(31b)와 협력하는 나사형 요소(51)를 더 포함한다(도 4 및 도 5). 이와 같이, 내부 링(31)의 축방향 구속이 축방향 단부(31b) 측에 실현된다.

나사형 요소(51)는, 축(A)에 동축으로 장착되고, 반경방향 내부 나사형 부분(56) 및 반경방향 외부 부분(55)을 포함하는 원통형 몸체이다(도 5). 상세하게는, 반경방향 내부 부분(56)은 나사형 부분(10a) 상으로 나사결합된다.

도시된 경우에, 나사형 요소(51)는 잠금 너트이다.

더욱이, 나사형 부분(10a)은 단부(24)에 근접하여, 그리고 특히 베어링(17)에 대해 견부(39) 반대편에 있는 측면으로부터 연장되는 제어봉(10)의 축방향 단면을 따라 획득된다.

제어 장치(50)는 나사형 요소(51)에 각도적으로 그리고 축방향으로 고정되는 방식으로 결합되고 제어봉(10)에 각도적으로 고정되는 방식으로 결합되는 부싱(52)을 포함한다.

특히, 부싱(52)은 나사형 요소(51)와 독립적으로 제어봉(10)에 각도적으로 고정되는 방식으로 결합된다. 따라서 부싱(52)이 나사형 요소(51)에 대해 각도적으로 고정되어 있지 않더라도, 부싱(52)은 제어봉(10)에 대해 회전할 수 없다.

부싱(52)은 제어봉(10)에 대한 나사형 요소(51)의 나사결합 해제 방지 장치를 구성한다. 특히, 사용 중에, 부싱(52)은, 나사형 요소(51)에 대해, 복수의 힘 및/또는 모멘트의 결과이고 제어봉(10)에 대한 나사형 요소(51)의 회전에 반대되는 반대 작용을 발휘한다.

부싱(52)은 나사형 요소(51)에 대해 단부(23) 반대편에 있는 측부 상의 축(A)에 동축으로 장착된 원통형 몸체이다. 또한, 부싱(52)은 반경방향 내부 부분(58) 및 반경방향 외부 부분(57)을 포함한다. 부싱(52)은 단부(23) 측에 배치되는 축방향 단부(52a) 및 단부(52a)에 축방향으로 반대편에 있는 축방향 단부(52b)를 더 포함한다(도 5 내지 도 9).

보다 구체적으로, 부싱(52)은 축방향 단부(52a) 측에 배치된 원통형 섹션(53) 및 축방향 단부(52b) 측에 배치된 원통형 섹션(54)을 포함한다. 원통형 섹션들(53, 54)은 서로 동심을 이루며 축(A)에 평행하게 서로 중첩된다.

원통형 섹션들(53, 54)은 서로 상이한 각자의 외경들을 갖는다. 특히, 원통형 섹션(53)의 외경은 원통형 섹션(54)의 외경보다 더 크다. 바람직하게는, 원통형 섹션(54)의 축방향 연장부는 원통형 섹션(53)의 축방향 연장보다 더 작다.

유리하게는, 부싱(52)은 형상 결합부(70)에 의해 제어봉(10)에 각도적으로 결합되고, 부싱(52)은 형상 결합부(70)와 구별되는 형상 결합부(60)에 의해 나사형 요소(51)에 각도적으로 결합되고;

제어봉(10)은 프로파일(71, 71')을 포함하고, 부싱(52)은 프로파일(72, 72')을 포함하고; 프로파일(71, 71')은 복수의 제1 인터페이스들(71b, 71b')을 포함하고, 프로파일(72, 72')은 복수의 제2 인터페이스들(72b, 72b')을 포함하고; 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b’, 72’)은 서로 결합되고, 제1 형상 결합부(70)를 정의하고;

나사형 요소(51)는 프로파일(61)을 포함하고, 부싱(52)은 프로파일(62)을 포함하고; 프로파일(61)은 복수의 제3 인터페이스들(64)을 포함하고, 프로파일(62)은 복수의 제4 인터페이스들(65)을 포함하고; 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 함께 결합되고 형상 결합부(60)를 정의하고;

제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b’, 72b’)은 짝수이고, 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 홀수이다.

이는 프로파일(71, 71')이 짝수 개의 제1 인터페이스들(71b, 71b')을 포함하고; 프로파일(72, 72')이 짝수 개의 제2 인터페이스들(72b, 72b')을 포함하고; 프로파일(61)이 홀수 개의 제3 인터페이스들(64)을 포함하고, 프로파일(62)이 홀수 개의 제4 인터페이스들을 포함한다는 것을 의미한다.

대안적으로, 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b’, 72b’)은 홀수이고, 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 짝수일 수 있다.

상세하게는, 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b’, 72b’)의 수는 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)의 수의 배수가 아니고, 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)의 수는 제1 및 제2 인터페이스들(61, 62)의 수의 배수가 아니다.

또한, 하기 식(f)에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제3 및 제4 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72b', 64, 65)의 수 중 가장 큰 수와 제1, 제2, 제3 및 제4 인터페이스들(71b, 72b; 71b’, 72b’, 64, 65)의 수 중 가장 작은 수 사이의 비율(r)은 3보다 크다.

(f):

바람직하게는, 비율(r)은 4, 5 또는 6보다 크다. 또한, 제1 인터페이스들(71b, 71b')의 수는 제2 인터페이스들(72, 72b')의 수와 같거나 상이할 수 있고; 제3 인터페이스들(64)의 수는 제4 인터페이스들(65)의 수와 같거나 상이할 수 있다.

상세하게는, 나사형 요소(51)는 반경방향 외부 부분(55)에서 프로파일(61)을 포함하고, 부싱(52)은 반경방향 내부 부분(58)에서 프로파일(61)과 상보적인 형상의 프로파일(62)을 포함한다(도 7, 도 8 및 도 10).

도시된 경우에, 프로파일(61)은 반경방향 외부 홈형 프로파일(61)이고, 프로파일(62)은 반경방향 내부 홈형 프로파일(62)이다. 반경방향 외부 홈형 프로파일(61) 및 반경방향 내부 홈형 프로파일(62)은 이들이 서로 가역적으로 결합될 수 있도록 형성된다.

예로서, 외부 및 내부 홈형 프로파일들(61, 62)은 브로칭(broaching) 공정에 의해 제조될 수 있다.

도시된 실시예에서, 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 바람직하게는 축(A)에 평행한 직선의 치형부들(64, 65)이다. 또한, 치형부들(64)의 수와 치형부들(65)의 수는 홀수이다.

바람직하게는, 치형부들(64)의 수 및 치형부들(65)의 수는 40보다 많다. 도시된 실시예에서, 반경방향 외부 홈형 프로파일(61)은 41개의 치형부들(64)을 포함하고, 반경방향 내부 홈형 프로파일(62)은 41개의 치형부들(65)을 포함한다(도 6).

치형부들(64)과 치형부들(65) 사이의 메싱은 나사형 요소(51) 및 부싱(52)이 서로에 대해 회전하는 것을 방지한다.

더욱이, 외부 및 내부 홈형 프로파일들(61, 62)의 축방향 연장부는 부싱(52)이 나사형 요소(51) 상에 발휘하는 반대 작용과 관련된다. 특히, 반대 작용의 범위는 외부 및 내부 홈형 프로파일들(61, 62)의 축방향 연장부가 증가함에 따라 증가한다.

더 상세하게는, 나사형 요소(51)는 단부(23) 측에 배치된 원통형 섹션(51a) 및 단부(24) 측에 배치된 원통형 섹션(51b)을 포함한다. 원통형 섹션들(51a, 51b)은 서로 동심을 이루고 축(A)에 평행하게 서로 중첩된다.

원통형 섹션들(51a, 51b)은 서로 상이한 각자의 외경들을 갖는다. 특히, 원통형 섹션(51a)의 외경은 원통형 섹션(51b)의 외경보다 크다(도 7, 도 8, 도 10). 따라서, 나사 부재(51)는 원통형 섹션(51a)이 원통형 섹션(51b)에 합류하는 나사형 요소(51)의 길이 방향 섹션에서 견부(51c)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 부싱(52)은 축방향 단부(52a) 측에서 이 견부(51c)에 축방향으로 인접한다(도 5 및 도 10).

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 외부 홈형 프로파일(61)은 원통형 섹션(51b)에서, 바람직하게는 그의 전체 축방향 연장부를 따라 연장된다.

원통형 섹션(51a)은 바람직하게는 반경방향 외부 부분(55)에서 매끄럽고 축(A)에 직교하는 평면에서 육각형 또는 팔각형 프로파일을 갖는다. 더욱이, 나사형 요소(51)의 나사산은 원통형 섹션들(51a, 51b) 둘 모두를 따라 연장된다.

내부 홈형 프로파일(62)은 원통형 섹션(53)을 따라 연장되고, 바람직하게는 그의 전체 축방향 연장부를 따라 연장된다(도 4 및 도 7).

특히, 나사형 요소(51)는 자체-제동 유형이 아니다.

또한, 도시된 경우에, 프로파일(71, 71')은 다각형이고, 프로파일(72, 72')은 다각형이며 프로파일(71, 71')과 상보적인 형상을 갖는다.

프로파일(71, 71')은 제어봉(10)의 외경에 배열되고, 프로파일(72, 72')은 반경방향 내부 부분(58)에 배열된다. 더 상세하게는, 프로파일(71, 71')은 단부(24) 부근에서 연장되고, 프로파일(72, 72')은 축방향 단부(52b) 부근에서 연장된다. 바람직하게는, 프로파일(71, 71')은 단부(24)로부터 시작하여 제어봉(10)의 축방향 단면을 따라 연장되고, 프로파일(72, 72')은 축(A)에 평행한 전체 원통형 섹션(54)을 따라 연장된다.

도 7에 도시된 실시예에 있어서, 축(A)에 수직인 평면에 있어서, 프로파일(71)은 축(A)에 동심인 환형 부분(71a), 및 환형 부분(71a)으로부터 반경방향으로 돌출되고 축(A)을 중심으로 서로 각도적으로 등거리에 있는, 일반적으로 축방향 전개를 갖는 복수의 요소들(71b)을 포함한다. 특히, 요소들(71b)은 환형 부분(71a)에 연결되고, 서로 연접하며(contiguous), 개수가 6개인 치형부들이다. 즉, 프로파일(71)은 축(A)에 수직인 단면에서 육각형 별의 형상을 갖는다. 요소들(71b)은 프로파일(71)의 제1 인터페이스들을 정의한다.

프로파일(72)은 프로파일(71)의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 축방향 단부(52b)에서 획득되는 관통 홀의 둘레를 정의하고, 축(A)에 평행한 축을 갖는다(도 7). 상세하게는, 프로파일(72)은 각자의 요소들(71b)이 맞물리는 복수의 시트들에 의해 형성된다. 더욱 상세하게는, 프로파일(72)은 축(A)에 동심인 환형 부분(72a), 및 환형 부분(72a)으로부터 반경방향으로 돌출되고 축(A)을 중심으로 서로 각도적으로 등거리에 있는 복수의 요소들(72b)을 포함한다. 특히, 요소들(72b)은 환형 부분(72a)에 연결되고, 서로 연접하며, 개수가 6개인 치형부들이다. 즉, 프로파일(72)은 축(A)에 수직인 단면에서 육각형 별의 형상을 갖는다. 요소들(72b)은 프로파일(72)의 제2 인터페이스들을 정의한다.

프로파일(71)은 6개의 요소들(71b)을 포함하고 프로파일(72)은 6개의 요소들을 포함하며 이들은 서로 맞물리기 때문에, 부싱(52)은 축(A)에 대해 6개의 이산 각도 위치들에서 제어봉(10)에 결합될 수 있다.

도 10에 도시된 대안적인 실시예에 따르면, 프로파일(71')은 축(A)에 직교하는 평면에서 정사각형 형상을 가지며, 프로파일(72')은 프로파일(71')과 맞물리도록 형상화된다.

상세하게는, 프로파일(71')은 4개의 정점들(71b')을 포함하고, 프로파일(72')은 축(A)에 동심인 환형 부분(72a') 및 환형 부분(72a')로부터 반경방향으로 돌출되고 축(A)을 중심으로 서로 각도적으로 등거리에 있는 복수의 요소들(72b')을 포함한다. 요소들(72b')은 환형 부분(72a')에 연결되고, 서로 연접하며, 개수가 8개인 치형부들이다. 즉, 프로파일(72)은 축(A)에 수직인 단면에서 팔각형 별의 형상을 갖는다. 요소들(71b')은 프로파일(71')의 제1 인터페이스들을 정의하고, 요소들(72b')은 프로파일(72')의 제2 인터페이스들을 정의한다.

프로파일(71’)은 4개의 요소들(71b’)을 포함하고 프로파일(72’)은 8개의 요소들을 포함하며 이들은 서로 맞물리기 때문에, 부싱(52)은 축(A)에 대해 8개의 이산 각도 위치들에서 제어봉(10)에 결합될 수 있다.

도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 제어 장치(50)는 나사형 요소(51)와 부싱(52)을 축방향으로 일체화시키는 축방향 고정 수단(80)을 포함한다.

축방향 고정 수단(80)은 나사형 부분(10a)으로부터 나사형 요소(51)의 돌발적인 나사결합 해제를 방지하도록 적응되는 추가적인 나사산 방지 장치들을 구성한다.

특히, 축방향 고정 수단(80)은(도 10),

- 나사형 요소(51)에 형성된 2개의 시트들(81, 82);

- 부싱(52)에 형성된 2개 그룹들의 개구들(83a, 83b, 84a, 84b);

- 또한 부싱(52)에서 획득된 2개 그룹들의 시트들(86, 87); 및

- 2개의 필리폼(filiform) 변형가능 요소들(85)을 포함하며, 이들은 각각 시트들(81, 82), 2개 그룹들의 개구들 중 한 그룹의 개구들(83a, 83b, 84a, 84b) 및 2개 그룹들의 시트들 중 한 그룹의 시트들(86, 87)을 맞물리게 한다.

도시된 실시예에서 시트들(81, 82)은 반경방향 외부 부분(55)에 배열된다. 시트들(81, 82)은 축(A)과 평행하게 이격되며, 바람직하게는 서로 동일하다(도 7, 도 8, 및 도 10).

더 상세하게는, 시트들(81, 82)은 축(A)에 수직인 각자의 평면들 상에서 반경방향 외부 부분(55)의 전체 원주를 따라 연장된다. 나아가, 시트들(81, 82)은 원통형 섹션(51b)에서 획득되고 특히 외부 홈형 프로파일(61)에서 획득된다. 보다 구체적으로, 시트들(81, 82)은 치형부들(64)의 머리에 대해 리세스를 반경방향으로 정의한다.

2개 그룹들의 개구들(83a, 83b, 84a, 84b)은 각각 부싱(52)의 각자의 별개의 부분들에서 획득된다. 바람직하게는, 2개 그룹들의 개구들(83a, 83b, 84a, 84b)은 서로 정반대편에 있다.

이하에서는 일 그룹의 개구들(83a, 83b, 84a, 84b) 및 단지 하나의 필리폼 변형가능 요소(85)만을 참조할 것이며, 타 그룹의 개구들 및 다른 필리폼 변형가능 요소는 설명된 것들과 동일하다.

특히, 일 그룹의 개구들은 필리폼 변형가능 요소(85)의 삽입을 위한 2개의 입구 개구들(83a, 84a) 및 필리폼 변형가능 요소(85)의 출구를 위한 2개의 출구 개구들(83b, 84b)을 포함한다. 도시된 경우에, 입구 개구들(83a, 84a)은 축(A)에 평행하게 서로 정렬되며, 이는 출구 개구들(83b, 84b)에도 동일하게 적용된다. 또한, 입구 개구(83a)는 출구 개구(83b)와 정렬되고, 입구 개구(84a)는 축(A)을 중심으로 원주 방향으로 출구 개구(84b)와 정렬된다.

더욱이, 개구들(83a, 83b, 84a, 84b)은 원통형 섹션(53)에서 획득된다.

각각 2개의 시트들을 포함하는 2개 그룹들의 시트들(86, 87)은 또한 원통형 섹션(53)에서도 획득된다(도 8). 또한, 각각의 시트 그룹의 2개의 시트들(86, 87)은 축(A)에 평행하게 이격되며, 바람직하게는 서로 동일하다. 더 상세하게는, 각각의 시트 쌍의 시트들(86, 87)은 부싱(52)의 원형 섹터를 따라 연장된다.

각각의 시트(86)는 입구 개구(83a)와 각자의 출구 개구(83b) 사이에서 연장되고, 각각의 시트(87)는 입구 개구(84a)와 각자의 출구 개구(84b) 사이에서 연장된다.

또한, 시트들(86, 87)은 내부 홈 프로파일(62)에서 획득된다. 시트들(86, 87)은 또한 치형부들(65)의 머리에 대해 리세스를 반경방향으로 정의한다.

바람직하게는, 축(A)에 평행한 시트(86)와 상대 시트(87) 사이의 거리는 축(A)에 평행한 시트들(81, 82) 사이의 축방향 거리와 동일하다.

또한, 시트들(81, 82, 86, 87)은 필리폼 변형가능 요소(85)를 수용하도록 형상화된다.

도 7, 도 8 및 도 10은 초기 구성에서의, 즉 나사형 요소(51) 및 부싱(52)과 맞물리기 전의 필리폼 변형가능 요소(85)를 도시한다. 상세하게는, 본 구성에서, 필리폼 변형가능 요소(85)는 서로 평행한 2개의 직선 구간들(88, 89) 및 2개의 직선 구간들(88, 89)을 연결하는 곡선 구간들(90)을 포함한다.

필리폼 변형가능 요소(85)는 또한, 곡선 구간(90) 반대 측의 직선 구간들(88, 89)에 의해 각각 정의되는, 서로 반대편에 있는 2개의 자유 단부들(85a, 85b)을 포함한다.

필리폼 변형가능 요소(85)는 바람직하게는 금속 재료로 제조되고, 예를 들면 브레이크 와이어(brake wire)이다.

부싱(52)이 나사형 요소(51)와 맞물릴 때, 시트들(81, 82)은 적어도 부분적으로 시트들(86, 87)에 각각 대향하고, 필리폼 변형가능 요소(85)의 각자의 부분들을 수용한다.

도시된 실시예에서, 필리폼 변형가능 요소(85)는 원형 단면을 갖는다. 결과적으로, 시트들(81, 82, 86, 87)은 축(A)을 통과하는 평면에서 원주의 원호 형상 프로파일을 갖는다. 대안적으로, 필리폼 변형가능 요소(85)는 원형 이외의 다른 형상들을 갖는 단면을 가질 수 있다.

도 9는 최종 구성에서의, 즉 일단 필리폼 변형가능 요소(85)가 나사형 요소(51) 및 부싱(52)과 맞물린 상태의 필리폼 변형가능 요소(85)를 도시한다. 상세하게는, 단부(23) 측에 배치되는 직선 구간(88)은 입구 개구(83a)를 통과하고, 시트들(81, 86)과 맞물리고, 출구 개구(83b)로부터 나오며; 단부(24) 측에 배치되는 직선 구간(89)은 입구 개구(84a)를 통과하고, 시트들(82, 87)과 맞물리고, 출구 개구(84b)로부터 나온다.

따라서, 작동적으로 각각의 직선 구간(88, 89)은 부분적으로 시트들(81, 82, 86, 87) 내에 수용되고 부분적으로 이러한 시트들 외부에 수용된다. 상세하게는, 곡선 구간(90) 및 자유 단부들(85a, 85b)은 시트들(81, 82, 86, 87)의 외부에 있다.

보다 상세하게는, 자유 단부들(85a, 85b)은 소성 변형되어 함께 꼬여지고, 이어서 서로 고정된다. 결과적으로, 자유 단부들(85a, 85b)은 필리폼 변형가능 요소(85)를 트랙션(traction) 하에 배치하고, 직선 구간들(88, 89)이 사용 중에 축(A)에 평행하게 그들의 거리를 변경할 수 있게 되는 것을 방지한다.

궁극적으로, 필리폼 변형가능 요소(85)가 최종 구성에 있을 때, 직선 구간(88)은 축(A)에 평행한 치형부들(64)의 2개의 섹션들 및 치형부들(65)의 2개 섹션들 사이에 개재된다. 유사하게, 직선 구간(89)은 축(A)에 평행한 치형부들(64)의 2개 섹션들 및 치형부들(65)의 2개 섹션들 사이에 개재된다. 따라서, 필리폼 변형가능 요소(85)에 가해지는 인장 응력의 결과로서, 직선 구간들(88, 89)은 축(A)에 평행하고 각각 단부(24)를 향해 그리고 단부(23)를 향해 배향된 각자의 작용들을 발휘한다.

제어 장치(50)는 또한, 제어봉(10) 주위에 피팅되고 베어링(17)과 나사형 요소(51) 사이에 축방향으로 개재되는 와셔(100)를 포함한다. 특히, 와셔(100)는 단부(31b)에서 내부 링(31)에 축방향으로 인접하고, 원통형 섹션(51a) 측의 나사형 요소(51)에 축방향으로 인접한다.

베어링(17)의 내부 링(31)의 축방향 잠금을 달성할 수 있게 하는 조립 단계들이 이하에 기술된다.

베어링(17)은 단부(24)로부터 축(A)에 동축으로 피팅되고, 내부 링(31)이 축방향 단부(31a)에서 견부(39)에 인접할 때까지 축방향으로 슬라이딩된다.

후속적으로, 와셔(100)는 삽입되며, 이는 축방향 단부(31b)와 인접하도록 배치된다.

따라서 나사형 요소(51)는 또한 단부(24)로부터, 그리고 원통형 섹션(51a) 측으로부터 제어봉(10) 주위에 끼워진다. 이어서, 나사형 요소(51)는 축(A)을 중심으로 회전되어, 반경방향 내부 부분(56)이 나사형 부분(10a) 상으로 나사결합된다. 나사형 요소(51)는 미리 결정된 토크로 조여질 때까지 제어봉(10) 주위에 예컨대 토크 렌치에 의해 점진적으로 나사결합된다. 특히, 이와 같은 상태에서 나사형 요소(51)는 원통형 섹션(51a) 측에서 와셔(100)에 인접한다.

이어서, 부싱(52)은 나사형 요소(51)와 함께 축방향으로 적층되도록 단부(24)로부터 삽입된다. 상세하게는, 조립 시에, 단부(24)로부터 단부(23)로 배향되는 방향으로 부싱(52)의 축방향 슬라이딩을 허용하기 위해, 형상 결합부(60) 및 형상 결합부(70) 둘 모두가 기하학적으로 맞춰져야 할 필요가 있다. 따라서, 프로파일(61)이 프로파일(62)에 정확하게 결합되고, 동시에 프로파일(71, 71')이 프로파일(72, 72')에 정확하게 결합될 필요가 있다. 즉, 외부 홈형 프로파일(61)의 치형부들(64)은 내부 홈형 프로파일(62)의 치형부들(65)과 정확하게 메싱될 수 있도록 각도적으로 배치되어야 하며, 동시에 요소들(71b)은 프로파일(72)의 대응하는 시트들과 맞물릴 수 있어야 하고, 또는 사각형 형상의 프로파일(71')은 프로파일(72')과 기하학적으로 맞물릴 수 있다.

이러한 결합들이 맞춰지지 않는 경우(즉, 프로파일(71, 71')이 프로파일(72, 72')에 결합되지만 치형부들(64, 65)이 서로 정확하게 메싱되지 않음), 부싱(52)은 치형부들(64, 65)이 서로 정확하게 맞물릴 때까지 프로파일(71, 71')이 프로파일(72, 72')에 정확하게 메싱되는 이산 각도 위치들 중 다른 하나를 향해 축(A)을 중심으로 회전되어야 한다.

상세하게는, 치형부들(64, 64) 사이의 상대 각도 위치는 제어봉(10)에 대한 부싱(52)의 이산 각도 위치들 각각에서 상이하다. 더 상세하게는, 치형부들(64, 65)의 표면들의 상이한 부분들은 이산 각도 위치들 각각에서 서로 마주하여 접촉하고, 치형부들(64, 65)은 제어봉(10)에 대한 부싱(52)의 각도 위치들 중 적어도 하나에서 메싱된다.

일단 이들 결합들이 맞춰지면, 축방향 단부(52a)가 제어봉(10)의 견부(39)에 인접할 때까지, 부싱(52)을 축방향(A)에 평행하게 슬라이딩되는 것이 가능하다.

이 상태에서, 부싱(52)은 나사형 요소(51)에 대해 그리고 제어봉(10)에 대해 각도적으로 고정된다.

이 때, 나사형 요소(51)와 부싱(52) 사이의 상대적인 축방향 변위를 방지하기 위해, 각각의 필리폼 변형가능 요소(85)는 부분적으로 시트들(81, 86) 내로 그리고 부분적으로 시트들(82, 87) 내로 삽입되고, 그의 자유 단부들(85a, 85b)에서 변형되어 이들은 시트들(81, 82, 86, 87)로부터 나온다(도 6). 상세하게는, 직선 구간(88)은 출구 개구(83b)로부터 부분적으로 나올 때까지 자유 단부(85a)로부터 입구 개구(83a)를 통해 시트들(81, 86) 내로 삽입되고; 동시에 직선 구간(89)은 출구 개구(84b)로부터 부분적으로 나올 때까지 자유 단부(85b)로부터 입구 개구(84a)를 통해 시트들(82, 87) 내로 삽입된다. 이어서, 자유 단부들(85a, 85b)은 함께 꼬여져서 서로 고정된다.

사용 시, 로터(4)의 작동은 축(A)을 중심으로 샤프트(6) 및 허브(9)의 회전을 일으키고, 결과적으로 동체(2) 상에 반대 토크의 발생을 일으킨다.

로터(4)의 회전은 진동이 트리거되게 하고, 진동은 제어봉(10)을 통해 나사형 요소(51)로 전달되며, 나사형 부분(10a)으로부터 나사형 요소(51) 자체를 나사결합 해제하는 경향이 있다.

제어봉(10)에 대한 나사형 요소(51)의 나사결합 해제는 부싱(52)에 의해 저항을 받는다.

특히, 부싱(52)은 형상 결합부(60)에 의해 나사형 요소(51)와 각도적으로 일체화되고 형상 결합부(70)에 의해 제어봉(10)과 각도적으로 일체화된다. 따라서, 부싱(52)이 제어봉(10)에 대해 회전할 수 없다는 사실로 인해 나사형 요소(51)의 축(A)을 중심으로 하는 회전이 방지된다.

동시에, 축(A)에 평행한 나사형 요소(51)에 대한 부싱(52)의 상대적인 이동은 축 고정 수단(80)에 의해 방지된다.

특히, 시트들(81, 82) 및 시트들(86, 87) 내에 수용된 필리폼 변형가능 요소들(85)은 나사형 요소(51)와 부싱(52)에 축(A)에 평행하게 지향된 작용들을 발휘하며, 작용들은 부싱(52)과 나사형 요소(51) 사이의 이격거리와 반대된다.

본 발명에 따른 제어 장치(50)의 특성을 살펴보면, 얻을 수 있는 장점들이 분명하다.

특히, 부싱(52)은 나사형 요소(51)에 각도적으로 그리고 축방향으로 고정되며, 제어봉(10)에 각도적으로 고정된다. 따라서, 제어봉(10)에 대한 반경방향 내부 링(31)의 축방향 변위가 신뢰성 있게 그리고 효율적으로 제한될 수 있다.

실제로, 나사형 요소(51)의 나사결합 해제가 부싱(52)에 의해 방지된다.

따라서, 본 설명의 서론 부분에서 논의된 공지된 해결책들에서 예상되는 것과는 달리, 나사형 요소(51)가 자체-제동 방식이어야 한다거나, 소성 변형을 해야 할 필요가 없다. 이는 그러한 공지된 해결책들을 특징짓는 단점들을 피할 수 있게 한다.

특히, 나사형 요소(51)의 소성 변형의 부재는 나사형 부분(10a)에 대한 손상이 제한될 수 있게 한다.

또한, 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72')은 짝수이고 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 홀수이거나 이와 반대이므로, 부싱(52)은 롤링 베어링(17)에 의해 요구되는 축방향 예압을 효율적이고 신뢰성 있게 보장할 수 있는 방식으로 제어봉(10) 및 나사형 요소(51)에 결합된다. 상세하게는, 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72')은 짝수이고 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 홀수이거나 이와 반대이므로, 부싱(52)은 나사형 요소(51)와 제어봉(10) 사이에 각도 클리어런스를 요구하지 않고 결합될 수 있다. 이는 치형부들(64, 65) 사이의 상대 각도 위치가 제어봉(10)에 대한 부싱(52)의 이산 각도 위치들 중 적어도 하나에서 상이하고, 치형부들(64, 65)이 제어봉(10)에 대한 부싱(52)의 각도 위치들 중 적어도 하나에서 메싱되기 때문에 가능하다.

대조적으로, 제1, 제2, 제3 및 제4 인터페이스들(71b, 71b', 72b', 72b', 64, 65)이 모두 짝수였거나 모두 홀수였다면, 나사형 요소(51) 및 제어봉(10)에 대한 부싱(52)의 장착은 부싱(52)과 제어봉(10) 사이에 각도 클리어런스가 존재할 경우에만 보장될 것이다. 그러나, 각도 클리어런스는 롤링 베어링(17)에 의해 요구되는 축방향 예압을 보장하지 않는다.

자체-제동 유형이 아닌 나사형 요소(51)의 사용은 또한 소정 값의 범위 내의 정의되고 가변하지 않는 값을 갖는 조임 토크를 부여하고 유지할 수 있게 한다. 또한, 다시 동일한 이유로, 자체-제동 너트들의 경우에 사용되는 조임 토크보다 낮은 값을 갖는 조임 토크로 나사형 요소(51)를 조일 수 있고, 결과적으로 더 낮은 값의 총 토크를 얻을 수 있다.

또한, 정확한 작동 조건 하에서, 나사형 요소(51)는 자체-제동 너트들에 의해 허용되는 것보다 훨씬 더 많은 수의 조임 사이클들을 위해 사용될 수 있다.

마지막으로, 로터(4)의 치수 및 성능에 따라, 그리고 따라서 반대 토크의 극단 값들 및 그것이 견뎌야 하는 진동 체제에 따라, 부싱(52)과 각자의 나사형 요소(51) 사이의 결합을 선택적으로 변조하여 제어봉(10)에 대한 나사형 요소의 나사결합 해제가 부싱(52)에 의해 효과적으로 저항을 받도록 하는 것도 가능하다. 즉, 외부 및 내부 홈형 프로파일(61, 62) 상의 복수의 치형부들(64, 65)의 축(A)을 따른 더 크거나 작은 전개 길이는 작동가능하게 결합된 치형부들(64, 65) 사이의 더 크거나 작은 접촉 표면에 의해, 전술된 나사결합 해제에 대한 더 크거나 적은 작용을 야기한다.

최종적으로, 본 명세서에 기술되고 도시된 제어 장치(50)에 대해, 청구범위에 의해 정의된 보호 범위를 벗어나지 않는 수정들 및 변형들이 이루어질 수 있음이 명백하다.

특히, 축방향 잠금 요소(38)는 탄성 정지 링, 예를 들어 시거 링(Seeger ring)을 포함할 수 있다.

더욱이, 프로파일들(71, 71'; 72, 72')은 상이하게 형상화될 수 있는데, 즉, 도 7 및 도 10에 도시된 것과는 상이한 상보적인 형상들을 가질 수 있다. 상세하게는, 프로파일(71)은 6개 이외의 다수의 요소들(71b)을 포함할 수 있다. 프로파일들(71, 71' 및 72, 72')은 각각 외부 및 내부 홈형 프로파일들로서 형상화될 수 있다.

프로파일(61)은 다각형일 수 있고, 프로파일(62)은 다각형일 수 있고 프로파일(61)의 형상과 상보적인 형상을 가질 수 있다.

필리폼 변형가능 요소(85)는 브레이크 와이어와 상이할 수 있다. 예를 들어, 필리폼 변형가능 요소(85)는 분할 핀일 수 있다.

Claims (14)

1. 호버링(hovering)을 할 수 있는 항공기(1)를 위한 반토크 로터(anti-torque rotor)(4)의 블레이드들(8)의 받음각(angle of attack)의 변화를 제어하기 위한 제어 장치(50)로서,
   상기 반토크 로터(4)의 샤프트(6)에 대해 제1 축(A)을 따라 슬라이딩되고, 상기 샤프트(6)와 일체로 회전가능한 제어 요소(16); 더욱이, 상기 제어 요소(16)는 상기 샤프트(6) 상에 관절식으로 연결된 복수의 상기 블레이드들(8)에 작동가능하게 연결되어, 사용 시, 상기 제1 축(A)을 따른 상기 요소(16) 자체의 병진운동에 이어서, 각자의 제2 축들(B)을 중심으로 하는 이들의 회전을 야기함;
   상기 샤프트(6)에 대해 상기 제1 축(A)을 따라 축방향으로 슬라이딩되고 상기 제1 축(A)에 대해 각도적으로 고정되는 제어봉(10); 및
   상기 제어봉(10)과 상기 제어 요소(16) 사이에 개재되고, 상기 샤프트(6)에 대해 상기 제1 축(A)을 따라 그리고 상기 제어봉(10)과 일체로 슬라이딩되고, 상기 제1 축(A)을 중심으로 하는 상기 제어봉(10)에 대한 상기 제어 요소(16)의 상대적인 회전을 허용하도록 구성되는 롤링 베어링(17)을 포함하며,
   상기 롤링 베어링(17)은, 차례로,
   상기 제1 축(A)을 중심으로 상기 제어 요소(16)와 일체로 회전가능한 제1 링(30);
   상기 제1 축(A)에 대해 상기 제1 링(30)에 대해 반경방향으로 내부에 있고 상기 제1 축(A)을 따라 상기 제어봉(10)과 일체로 슬라이딩되는 제2 링(31); 및
   상기 제1 및 제2 링들(30, 31) 사이에 개재되고, 상기 제1 및 제2 링들(30, 31)의 각자의 트랙들(33, 34) 상에서 롤링되도록 적응된 복수의 롤링 몸체들(32)을 포함하고,
   상기 제어 장치(50)는,
   상기 제어봉(10) 상으로 나사결합되고, 상기 제2 링(31)과 협력하여 이를 상기 제어봉(10)에 대해 축방향으로 구속하는 나사형 요소(51);
   상기 나사형 요소(51)에 각도적으로 그리고 축방향으로 고정되는 방식으로 결합되고, 상기 제어봉(10)에 각도적으로 고정되는 방식으로 결합되는 부싱(52); 및
   상기 부싱(52)을 상기 제어봉(10)에 연결하도록 적응된 제1 연결 수단(70)을 포함하고,
   이는,
   상기 제1 연결 수단(70)과 구별되고, 상기 부싱(52)을 상기 나사형 요소(51)에 연결하도록 적응된 제2 연결 수단(60)을 포함하는 것을 특징으로 하고;
   상기 제1 연결 수단(70)은 제1 형상 결합부(70)를 포함하고, 상기 제2 연결 수단(60)은 제2 형상 결합부(60)를 포함하고;
   상기 제어봉(10)은 제1 프로파일(71, 71')을 포함하고, 상기 부싱(52)은 제2 프로파일(72, 72')을 포함하고; 상기 제1 프로파일(71, 71')은 복수의 제1 인터페이스들(71b; 71b')을 포함하고, 상기 제2 프로파일(72, 72')은 복수의 제2 인터페이스들(72b, 72b')을 포함하고; 상기 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72b')은 서로 결합되고, 상기 제1 형상 결합부(70)를 정의하고;
   상기 나사형 요소(51)는 제3 프로파일(61)을 포함하고, 상기 부싱(52)은 제4 프로파일(62)을 포함하고; 상기 제3 프로파일(61)은 복수의 제3 인터페이스들(64)을 포함하고, 상기 제4 프로파일(62)은 복수의 제4 인터페이스들(65)을 포함하고; 상기 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 서로 결합되고 상기 제2 형상 결합부(60)를 정의하며,
   상기 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72')은 짝수이고, 상기 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 홀수이거나; 또는
   상기 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72')은 홀수이고, 상기 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 짝수인, 제어 장치(50).
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b’, 72b’)의 수는 상기 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)의 수의 배수가 아니고, 상기 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)의 수는 상기 제1 및 제2 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72’)의 수의 배수가 아닌 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72', 64, 65)의 수 중 가장 큰 수와 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 인터페이스들(71b, 72b; 71b', 72', 64, 65)의 수 중 가장 적은 수 사이의 비율(r)은 3보다 큰, 제어 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사형 요소(51)는 상기 제1 축(A)에 대하여 제1 반경방향 외부 부분(55) 및 제1 반경방향 내부 부분(56)을 포함하고, 상기 부싱(52)은 제2 반경방향 외부 부분(57) 및 제2 반경방향 내부 부분(58)을 포함하고;
   상기 제3 프로파일(61)은 외부 홈형 프로파일(61)을 포함하고 상기 제1 반경방향 외부 부분(55)에 위치되고, 상기 제4 프로파일(62)은 내부 홈형 프로파일(62)을 포함하고 상기 제2 반경방향 내부 부분(58)에 위치되고; 상기 외부 홈형 프로파일(61) 및 상기 내부 홈형 프로파일(62)은 함께 결합되고 상기 제2 형상 결합부(60)를 정의하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 외부 홈형 프로파일(61)은 홀수 개의 제3 인터페이스들(64)을 포함하고, 상기 내부 홈형 프로파일(62)은 홀수 개의 제4 인터페이스들(65)을 포함하고, 상기 제3 및 제4 인터페이스들(64, 65)은 치형부인 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 외부 홈형 프로파일(61) 및 상기 내부 홈형 프로파일(62)은 상기 제1 축(A)에 평행한 각자의 축방향 연장부들을 포함하고;
   상기 부싱(52)은, 사용 시, 상기 나사형 요소(51)에 반대 작용을 발휘하고;
   상기 반대 작용은 상기 제1 축(A)을 중심으로 하는 상기 나사형 요소(51)의 회전에 반대되는 방향을 갖고 상기 축방향 연장부들에 비례하는 모듈러스를 갖는 힘들 및/또는 모멘트들의 결과인, 제어 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 프로파일(71, 71')은 제1 다각형 프로파일(71, 71')을 포함하고, 상기 제2 프로파일(72, 72')은 상기 제1 다각형 프로파일(71, 71')에 대응하는 형상을 갖는 제2 다각형 프로파일(72, 72')을 포함하고;
   상기 제1 다각형 프로파일(71, 71') 및 상기 제2 다각형 프로파일(72, 72')은 함께 결합되고 상기 제1 형상 결합부(70)를 정의하는, 제어 장치.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 축방향 고정 수단(80)을 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 축방향 고정 수단(80)은 상기 나사형 요소(61)와 상기 부싱(62)을 서로 고정하여, 상기 제1 축(A)에 평행한 이들의 상대적인 움직임을 방지하도록 적응되는, 제어 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 축방향 고정 수단(80)은,
   상기 나사형 요소(51)에 형성되는 적어도 제1 시트(81, 82);
   상기 부싱(52)에 형성되는 복수의 개구들(83a, 83b, 84a, 84b);
   상기 부싱(52)에서 획득되고 적어도 부분적으로 상기 제1 시트(81, 82)에 대향하는 적어도 제2 시트(86, 87); 및
   상기 제1 및 제2 시트들(81, 82; 86, 87)과 상기 개구들(83a, 83b, 84a, 84b)을 맞물리는 필리폼(filiform) 변형가능 요소(85)를 포함하는, 제어 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 필리폼 변형가능 요소(85)는 금속 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 나사형 요소(51)는 자체-제동 유형이 아닌 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어봉(10) 주위에 피팅되고, 상기 롤링 베어링(17)과, 상기 제1 축(A)에 평행한 상기 나사형 요소(51) 사이에 개재되는 와셔(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 장치.
13. 호버링가능한 항공기(1)를 위한 반토크 로터(4)로서,
    제1 축(A)을 중심으로 회전가능한 샤프트(6);
    상기 샤프트(6) 상에 관절식으로 연결되고, 상기 제1 축(A)에 대해 횡방향인 각자의 상기 제2 축들(B)을 따라 연장되고, 각자의 받음각들을 변경하기 위해 각자의 상기 제2 축들(B)을 중심으로 회전가능한 복수의 블레이드들(8); 및
    제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 제어 장치(50)를 포함하는, 반토크 로터(4).
14. 호버링을 할 수 있는 항공기(1), 특히 헬리콥터(1)로서,
    동체(2);
    메인 로터(3); 및
    제13항에 따른 반토크 로터(4)를 포함하는, 항공기(1).
    
    

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