(57)【要約】      （修正有）【課題】遮熱材に関し、具体的には航空機の遮熱材に関連するエキスパンションジョイントを提供する。【解決手段】熱エキスパンションジョイント３４は支持構造体と後縁との間に延びる底部外板３６を含み、支持構造体４０は熱源に近接して位置している。さらに、この熱エキスパンションジョイントは側部外板３８を含む。また、熱エキスパンションジョイントは、底部外板に連結され且つフランジ部から側部外板に向かって延びる、オーバーラップ部を含む。さらに、このオーバーラップ部は、加熱中、フランジ部に向かって膨張し、且つ側部の上面に沿って摺動することによって熱膨張が可能なように、側部の上に重ねられており、側部に向かって付勢されている。【選択図】図２
2018079913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源に近接する支持構造体と、後縁との間に延びる底部、
側部、及び
前記底部に連結され、フランジ部から前記側部に向かって延びるオーバーラップ部であって、前記フランジ部に向かって拡張することと前記側部の上面に沿って摺動することとによって加熱中の熱膨張を可能にするために、前記側部の上に重ねられ且つ前記側部に対して付勢されているオーバーラップ部
を備える、熱エキスパンションジョイント。
【請求項２】
前記オーバーラップ部を通って延びる少なくとも１つの第１の開口、前記底部を通って延びる少なくとも１つの第２の開口、並びに、前記オーバーラップ部を前記フランジ部に沿って形成された圧縮せん断接合で前記底部に固定して取り付けるため、前記第１の開口及び前記第２の開口内に挿入された少なくとも１つのファスナをさらに備える、請求項１に記載の熱エキスパンションジョイント。
【請求項３】
前記オーバーラップ部が前記側部と密封式に係合して流体密封を形成するため、前記側部に対して圧縮付勢力を加えるように前記オーバーラップ部がプリフォームされた、請求項１または２に記載の熱エキスパンションジョイント。
【請求項４】
前記側部の上面が第１の摩耗表面を有し、オーバーラップ部の下面が第２の摩耗表面を有し、前記第１の摩耗表面が前記第２の摩耗表面と嵌合し熱膨張中に前記第２の摩耗表面に対して摺動するように、前記第１の摩耗表面と前記第２の摩耗表面が互いに対向して位置している、請求項１から３のいずれか一項に記載の熱エキスパンションジョイント。
【請求項５】
前記側部の前記第１の摩耗表面と前記オーバーラップ部の前記第２の摩耗表面とが、それぞれ溶射皮膜の層から形成されている、請求項４に記載の熱エキスパンションジョイント。
【請求項６】
熱源に近接する支持構造体と、後縁との間に延びる底部、
側部、及び
加熱中の熱膨張に適合するため、フランジ部から延び、前記底部及び前記側部に連結されたオーバーラップ部
を備える熱エキスパンションジョイント
を備える機械。
【請求項７】
前記オーバーラップ部を通って延びる少なくとも１つの第１の開口、前記底部を通って延びる少なくとも１つの第２の開口、及び、前記底部が熱膨張するのにつれて、熱膨張に適合するため、前記オーバーラップ部が前記フランジ部に向かって延び且つ前記側部の上面に沿って摺動するようにして、前記オーバーラップ部を圧縮せん断接合で前記フランジ部に沿って前記底部に連結するため、前記第１の開口と前記第２の開口の中に挿入された少なくとも１つのファスナをさらに備える、請求項６に記載の機械。
【請求項８】
加熱中に熱膨張に適合するように、前記オーバーラップ部及び前記底部が前記フランジ部に向かって延び、前記側部に沿って摺動するように、前記側部の上面上に位置する前記オーバーラップ部の下面と、前記底部の上面上に位置する前記側部の下面をさらに備える、請求項６または７に記載の機械。
【請求項９】
前記オーバーラップ部が前記側部と密封式に係合して流体密封を形成するため、前記オーバーラップ部が前記側部に向かって延び、前記側部に対して圧縮付勢力を加えるようにプリフォームされた、請求項７に記載の機械。
【請求項１０】
前記オーバーラップ部を通って延びる少なくとも１つの第１の開口、前記側部を通って延びる少なくとも１つの第２の開口、前記底部を通って延びる少なくとも１つの第３の開口、並びに、前記オーバーラップ部を圧縮せん断接合で前記フランジ部に沿って前記底部に固定して取り付けるため、前記第１の開口、前記第２の開口、及び前記第３の開口を通って挿入された少なくとも１つのファスナをさらに備える、請求項８に記載の機械。
【請求項１１】
前記オーバーラップ部の前記第１の開口がプラグと嵌合し、前記プラグは前記オーバーラップ部の上面から前記側部の前記第２の開口を通って前記底部の上面まで延び、前記プラグは前記ファスナを収容するプラグの開口を含む、請求項１０に記載の機械。
【請求項１２】
前記側部の前記第２の開口の直径が、前記底部の熱膨張に適合するために前記プラグの直径よりも大きい、請求項１１に記載の機械。
【請求項１３】
前記オーバーラップ部の下面が第１の摩耗表面を有し、前記側部の上面が第２の摩耗表面を有し、前記側部の下面が第３の摩耗表面を有し、前記底部の上面が第４の摩耗表面を有する、請求項８または１０に記載の機械。
【請求項１４】
前記第１の摩耗表面、前記第２の摩耗表面、前記第３の摩耗表面、及び前記第４の摩耗表面が、それぞれ溶射皮膜の層から形成されている、請求項１３  １３−２４３８−ＥＰ−ＥＰＤ  （案件番号０６２９４２）に記載の機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して遮熱材に関し、具体的には航空機の遮熱材に関連するエキスパンションジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機といった乗物や機械の構成要素は、様々な苛酷な運転条件に耐え得るように設計されている。ある場合には、航空機は様々な温度条件に曝される。その結果、多くの航空機の構成要素が、幅広い温度範囲にわたって機能するように設計される。例えば、繊細な内部のシステム及び構成要素を高温から保護するため、航空機の表面構造に、遮熱材及び他の温度保護装置が組み込まれている。さらに、航空機のエンジンといった熱源付近に位置している遮熱材は、様々な温度条件によってこの遮熱材が膨張及び収縮可能なように、１つ以上のエキスパンションジョイント付きで設計されている。ある場合には、エンジンと非常に近接していることによって、遮熱材には非常な高温に耐える能力と、同様に多数の熱膨張／収縮サイクルを受ける能力が要求される。したがって、内部の航空機システム及び構成要素の保護を維持しながら、複数の熱膨張・熱収縮サイクルに耐えることが可能な、熱エキスパンションジョイント付き遮熱材が必要とされている。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一態様によれば、熱エキスパンションジョイントが開示される。非限定的な一実施例では、熱エキスパンションジョイントは、熱源に近接して位置する支持構造体と、後縁との間に延びる底部を含む。さらに、この熱エキスパンションジョイントは側部を含む。ある実施形態では、熱エキスパンションジョイントは、底部に連結され且つフランジ部から側部に向かって延びる、オーバーラップ部を含む。さらに、このオーバーラップ部は、遮熱フランジに向かって拡張することと側部の上面に沿って摺動することとによって加熱中の熱膨張を可能にするために、側部の上に重ねられており、側部に向かって付勢されている。
【０００４】
本開示の別の一態様によれば、熱エキスパンションジョイントが開示される。非限定的な一実施例では、熱エキスパンションジョイントは、支持構造体と、後縁との間に延びる底部を含む。ある実施形態では、支持構造体は、熱源に近接して位置している。熱エキスパンションジョイントは、フランジ部から延びる側部をさらに含む。さらに、非限定的な一実施例では、熱エキスパンションジョイントは、フランジ部に沿い且つ側部の上に位置する、オーバーラップ部を含む。さらに、オーバーラップ部と底部が側部に沿って摺動することによって加熱中の熱膨張を可能にするため、オーバーラップ部は、側部及び底部に連結されている。
【０００５】
本開示のさらなる別の一態様によれば、熱エキスパンションジョイントを含む機械が開示される。ある実施例では、この機械の熱エキスパンションジョイントは、支持構造体と、後縁との間に延びる底部を含む。支持構造体は、機械の熱源に近接して位置している。機械の熱エキスパンションジョイントは、側部及びオーバーラップ部をさらに含む。ある非限定的な実施例では、加熱中の熱膨張に適合するため、オーバーラップ部はフランジ部から延び、底部及び側部に連結されている。
【０００６】
本書で開示されている特性、機能及び利点は、様々な実施形態において単独で実現することが可能であり、または、さらに他の実施形態において組み合わせることが可能であるが、これらの実施形態の詳細は、以下の記載及び図面を参照することによって、より良く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示に従って構築された、例示的な乗物の斜視図である。
【図２】本開示の一実施形態による、例示的な遮熱アセンブリの分解斜視図である。
【図３】本開示の一実施形態による、例示の遮熱アセンブリの分解斜視図である。
【図４】本開示の一実施形態による、例示のエキスパンションジョイントの断面図である。
【図５】本開示の一実施形態による、例示のエキスパンションジョイントの断面図である。
【図６】本開示の一実施形態による、収縮ポジションにある例示のエキスパンションジョイントの斜視図である。
【図７】本開示の一実施形態による、拡張ポジションにある例示のエキスパンションジョイントの斜視図である。
【図８】本開示の一実施形態による、収縮ポジションにある別の例示のエキスパンションジョイントの斜視図である。
【図９】本開示の一実施形態による、拡張ポジションにある別の例示のエキスパンションジョイントの斜視図である。
【図１０】本開示の一実施形態による、オーバーラップストラップの上面の斜視図である。
【図１１】本開示の一実施形態による、オーバーラップストラップの下面の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面は必ずしも縮尺どおりに描かれておらず、開示された実施形態は図式的に、概略的に、またある場合には、部分図によって示されていることを理解されたい。場合によっては、開示の方法及び装置の理解には必要ない細部や、他の細部の把握を困難にする細部の記載は、省略されていてよい。下記の詳細説明は単なる例であり、その用途や使用を限定するものではないことも、さらに理解されるべきである。したがって、例示の利便のためだけに、本開示は例示的な実施形態で描かれ記載されているが、本開示は、多数の他の実施形態で、示され記載されていない様々なシステム及び環境内で、実装されてよい。
【０００９】
図１は、乗物２０を示す。乗物２０の非限定的な一実施例は航空機であるが、本開示が、限定しないが例えば船舶、建設機械、及び発電機といった他の型の乗物及び機械にも適合することは、理解されるであろう。ある実施形態では、乗物２０または航空機は、機体２２で構成されており、機体２２は、胴体２４、翼２６、及び他のそうした構成要素を含む。非限定的な一実施形態では、乗物２０を進行方向に推進するため、各翼２６に１つ以上の推進ユニット２８が連結されている。さらに、各翼２６は、胴体２４に固定して取り付けられており、翼２６の下側表面には、１つ以上の推進ユニット２８が取り付けられている。しかし、推進ユニット２８の他の取付箇所や他の構成もまた可能である。非限定的な一実施形態では、各翼２６は、胴体２４沿いのほぼ中央位置に取り付けられており、乗物２０の後方即ち機尾方向に向かって後に延びている。さらに、ある実施形態では、１つ以上の推進ユニット２８は、運転中に推力及び熱プルームを生成する。推力は、通常、推進ユニット２８のノズル部３０を通じて方向づけられ、乗物２０の機尾部分に向けて放出される。非限定的な一実施例では、１つ以上の推進ユニット２８から放出された熱プルームは、遮熱アセンブリ３２、胴体２４、及び他のこうしたアセンブリといった、機体２２の部分を横切って流動する。その結果、ある実施形態では、機体２２、遮熱アセンブリ３２、及び他のアセンブリは、極端な温度変化、高／低湿度、振動、空気中のデブリ、及び運転中に遭遇する他のこうした条件といった、様々な環境条件に耐え得るように構成されている。
【００１０】
次に図２〜図３を見ると、エキスパンションジョイント３４が組み込まれた遮熱アセンブリ３２の一実施形態が示されている。ある実施形態では、エキスパンションジョイント３４は、遮熱アセンブリ３２の温度が上昇及び／または下降するのにつれて、遮熱アセンブリ３２がエキスパンションジョイント３４に沿って膨張／収縮できる、熱エキスパンションジョイントとして構成される。非限定的な一実施形態では、遮熱アセンブリ３２は、底部外板３６及び１つ以上の側部外板３８を備え、側部外板３８間は、１つ以上の支持構造体４０によって隔てられている。さらに、ある実施形態では、底部外板３６、側部外板３８、及び遮熱アセンブリ３２の他の構成要素は、チタニウム、チタニウム合金、複合材料、または他のこうした材料から製造されている。さらに、遮熱アセンブリ３２の製造中、底部外板３６及び側部外板３８は、底部外板３６及び側部外板が収束してエキスパンションジョイント３４を形成するようにして、配向される。非限定的な一実施例では、エキスパンションジョイント３４にオーバーラップストラップ４２が組み込まれており、オーバーラップストラップ４２は、底部外板３６及び側部外板３８に隣接して及び／またはそれらの上に重ねられて位置している。加えて、ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２は、底部外板３６及び側部外板３８に連結されている。さらに、底部外板３６及び側部外板３８と同様に、オーバーラップストラップ４２は、チタニウム、チタニウム合金、複合材料、または他のこうした材料から製造されている。
【００１１】
図２〜図３でさらに示されるように、遮熱アセンブリ３２の一実施形態では、エキスパンションジョイント３４に沿って摩耗表面のうちの１つ以上が組み込まれている。例えば、底部外板３６は、底部外板３６の少なくとも一部に沿って延びる底部外板の摩耗表面４４を有し、側部外板３８は、底部外板３６付近で側部外板３８の少なくとも一部に沿って延びる側部外板の摩耗表面４８を有し、オーバーラップストラップ４２は、オーバーラップストラップ４２の表面に沿って延び、且つ底部外板３６及び／もしくは側部外板３８と対向または接触している、オーバーラップストラップの摩耗表面５０を有する。ある実施形態では、これらの摩耗表面は、遮熱アセンブリ３２の膨張及び収縮中に発生する、底部外板３６、側部外板３８、オーバーラップストラップ４２の摺動または他の動きの促進に寄与する。さらに、例示的な一実施形態では、底部外板の摩耗表面４４、側部外板の摩耗表面４８、及びオーバーラップストラップの摩耗表面５０は、しかるべき摩耗表面４４、４８、５０に付けられている耐摩耗材料の層からなっている。これらの材料は、限定しないが例として、炭化タングステン、炭化クロムもしくは他の合金、セラミック、及び適切な摩耗特性を有する他の材料である。さらに、ある実施形態では、摩耗表面４４、４８、５０は、摺動または他の動きが最も生じやすい、底部外板３６、側部外板３８、及びオーバーラップストラップ４２の一部の上に耐摩耗材料を堆積する、溶射皮膜処理を用いて形成される。しかし、摩耗表面４４、４８、５０上に耐摩耗材料を付けて広げるための、他の方法も可能である。非限定的な一実施例では、溶射皮膜処理とは、耐摩耗材料をまず加熱または溶融し、それによってこの材料を摩耗表面４４、４８、５０上、及び／または摩耗保護を必要とする他の表面上に噴霧堆積する、堆積方法である。しかし、電着、化学気相成長、蒸着、スパッタリング、及び他の周知の堆積方法といった、耐摩耗材料を堆積するための他の方法も可能である。
【００１２】
次に図４及び図６〜図７を見ると、エキスパンションジョイント３４の一実施形態が示されている。非限定的な一実施例では、エキスパンションジョイント３４は、底部外板３６と側部外板３８とオーバーラップストラップ４２とが互いに相互作用して、エキスパンションジョイント３４に沿って摺動ジョイント５２を形成するようにして、形成されている。一実施形態では、底部外板３６と側部外板３８とは、互いに近接して位置しているが、互いに直接接触はしておらず、底部外板３６は、支持構造体４０（図２〜図３）から遮熱アセンブリ３２の後縁４７に延びている。さらに、オーバーラップストラップ４２は、オーバーラップストラップ４２の下面５４が底部外板の上面５６と実質的に接触し、オーバーラップストラップ４２と外板３６とが、遮熱アセンブリ３２の遮熱フランジ４６に沿って互いに位置が揃うようにして、位置している。さらに、オーバーラップストラップ４２は少なくとも１つのオーバーラップストラップの開口６０を有し、底部外板は少なくとも１つの底部外板の開口６２を有し、オーバーラップストラップの開口６０と底部外板の開口６２は、互いに位置が揃えられている。非限定的な一実施例では、限定しないが例えばリベットといった締結装置６４が、オーバーラップストラップの開口６０と底部外板の開口６２に挿入され、それによって、オーバーラップストラップ４２は、遮熱アセンブリ３２の遮熱フランジ４６に沿って底部外板３６に固定して連結される。一実施形態では、１つ以上の締結装置６４は、オーバーラップストラップ４２と底部外板３６との間で遮熱フランジ４６に沿って圧縮せん断接合を形成するが、他の接合も可能である。
【００１３】
さらに、例示的な一実施形態では、オーバーラップストラップ４２は遮熱フランジ４６から側部外板３８に向かって延び、オーバーラップストラップ４２の少なくとも一部が側部外板３８の少なくとも一部にオーバーラップして係合し、エキスパンションジョイント３４に沿って摺動ジョイント５２を形成している。さらに一実施形態では、オーバーラップストラップ４２は、オーバーラップストラップ４２が側部外板の上面５８に対して押し付けられ、それによってオーバーラップストラップ４２と側部外板３８との間に実質的な流体密封６８が形成されるようにして、プリフォームされている。ある実施形態では、遮熱アセンブリ３２は、遮熱アセンブリ３２の内側部分７２に置かれた、断熱毛布７０または他の熱防御材料を有する。ある実施形態では、断熱毛布７０は環境条件に対して過敏であり、その結果、流体密封６８は、湿気、高温ガス、粒子、及び他の汚染物質が遮熱アセンブリ３２の内側部分７２に侵入するのを防ぐように構成されている。ある実施形態では、流体密封６８を作り出すためには、オーバーラップストラップ４２がプリフォームされていて、オーバーラップストラップ４２が側部外板３８に対して押し付けられていれば、十分である。代わりにまたはさらに、限定しないが例えば温度耐性のあるガスケットといった封止エレメントが、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８の間に位置していて、流体密封６８の形成と維持に寄与する。
【００１４】
図６及び図７はそれぞれ、冷間ポジション即ち収縮ポジション７４と、熱間ポジション即ち膨張ポジション７８にある、エキスパンションジョイント３４を示す。非限定的な一実施例では、エキスパンションジョイント３４は摺動ジョイント５２として構成されており、オーバーラップストラップ４２が、１つ以上の締結装置６４によって底部外板３６に固定して連結されている。さらに、オーバーラップストラップ４２と底部外板３６は、遮熱アセンブリ３２の遮熱フランジ４６に沿って、互いに位置が揃えられている。オーバーラップストラップ４２は、遮熱フランジ４６から側部外板３８に向かって延びている。ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２は側部外板３８にオーバーラップし、側部外板３８と接触している。さらに、ある実施形態では、オーバーラップストラップの下面５４はオーバーラップストラップの摩耗表面５０を含み、側部外板の上面５８は、側部外板の摩耗表面４８を含む。さらに、図６に示すように、エキスパンションジョイント３４が冷間状態即ち収縮状態にあるときには、オーバーラップストラップ４２は、冷間ポジション即ち収縮ポジションにおいて側部外板３８と接触している。一実施形態では、側部外板の摩耗表面４８とオーバーラップ外板の摩耗表面５０とは、対向しており互いに接触している。ある実施形態では、熱膨張中に、遮熱アセンブリ３２の加熱及び／または冷却によって生じる底部外板３６の膨張及び／または収縮に応じて、側部外板の摩耗表面４８とオーバーラップ外板の摩耗表面５０が互いに対して摺動するかまたは動く。
【００１５】
図７は、熱間ポジション即ち膨張ポジション７８にあるエキスパンションジョイント３４の一実施例を示す。ここでは、オーバーラップストラップ４２は、冷間ポジション即ち収縮ポジション７４から熱間ポジション即ち膨張ポジション７８へと、側部外板の摩耗表面４８に沿って摺動するかまたは動く。非限定的な一実施例では、オーバーラップストラップ４２の摺動または他の動きは、遮熱アセンブリ３２の底部外板３６の膨張、伸長（ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）、または他の変形によって生じる。例えば、遮熱アセンブリ３２が限定しないが例として温度変化といった環境変化に曝されているとき、底部外板３６は特定の長さ８２にわたって膨張及び／または収縮する。さらに、摺動ジョイント５２のある実施例では、オーバーラップストラップ４２が、１つ以上の締結装置６４によって底部外板３６に固定して連結されている。こうした取り付けの結果、オーバーラップストラップ４２は、側部外板の上面５８に沿って、摺動するかまたは他の態様で動く。非限定的な一実施例では、オーバーラップストラップ４２の摺動または他の動きは、側部外板の摩耗表面４８に接触しているオーバーラップストラップの摩耗表面５０によって助長される。その結果、オーバーラップストラップ４２は、底部外板３６が特定の長さ８２にわたって膨張及び／または収縮するのにつれて、側部外板の上面５８に沿って摺動することが可能である。さらに、ある実施形態では、摺動ジョイント５２の構成を用いることによって、底部外板３６が側部外板３８から独立して膨張及び収縮することが可能になっている。
【００１６】
図５及び図８〜図９を見ると、エキスパンションジョイント３４のさらなる実施形態が示されている。非限定的な一実施例では、エキスパンションジョイント３４は、底部外板３６と側部外板３８とオーバーラップストラップ４２とが互いに相互作用して、トラップされた摺動ジョイント８４を形成するようにして、形成されている。一実施形態では、底部外板３６と側部外板３８とオーバーラップストラップ４２とは互いに近接して位置し、遮熱アセンブリ３２の遮熱フランジ４６に沿って位置が揃えられている。さらに、オーバーラップストラップ４２、側部外板３８、及び底部外板３６は、オーバーラップストラップの下面５４が側部外板の上面５８の少なくとも一部に接触し、側部外板の下面８６の少なくとも一部が底部外板の上面５６の少なくとも一部に接触するようにして、積層構成で遮熱フランジ４６に沿って配列されている。さらに、オーバーラップストラップ４２は少なくとも１つのオーバーラップストラップの開口８８を有し、側部外板３８は少なくとも１つの側部外板の開口９０を有し、底部外板は少なくとも１つの底部外板の開口９２を有する。ある実施形態では、オーバーラップストラップの開口８８と、側部外板の開口９０と、底部外板の開口９２とは、互いに位置が揃えられている。非限定的な一実施例では、オーバーラップストラップの開口８８はストラップの開口の直径９４を有し、底部外板の開口９２は底部外板の開口の直径９５を有し、側部外板の開口９０は側部外板の開口の直径９６を有する。ある実施形態では、側部外板の開口の直径９６は、ストラップの開口の直径９４及び底部外板の開口の直径９５よりも大きい。
【００１７】
さらに、図１０〜図１１は、プラグ９８がオーバーラップストラップの開口８８内に挿入されている、オーバーラップストラップ４２の例を示す。非限定的な一実施例では、プラグ９８は、プラグの外径９９を有する。プラグの外径９９のサイズは、プラグ９８がオーバーラップストラップの開口８８内で緊密に保持されるように、少なくとも部分的にストラップの開口の直径９４に準じている。さらに、プラグ９８はプラグの内径１０１で構成されている。ある実施形態では、プラグ９８は、チタニウム、チタニウム合金、複合材料、または他の適切な材料から製造されている。さらに、プラグ９８には、限定しないが例として、炭化タングステンまたは炭化クロムといった、摩耗被覆が付けられていてよい。非限定的な一実施例では、摩耗被覆は溶射皮膜処理によって付けられるが、他の付け方または堆積方法も可能である。
【００１８】
ある実施形態では、プラグ９８はオーバーストラップの開口８８を通って挿入され、オーバーラップストラップ４２の上面１００からオーバーラップストラップ４２の下面５４を超えて延びている。非限定的な一実施例では、プラグ９８は、オーバーラップストラップの下面５４から測定される高さ１０２を有する。図８〜図９に示すように、ある実施形態では、プラグの高さ１０２は、第１の厚さ１０４と第２の厚さ１０６の和とほぼ等しくなるように構成されている。第１の厚さ１０４は、オーバーラップストラップ４２の厚さと、オーバーラップストラップの下面５４上のオーバーラップストラップの摩耗表面５０の厚さとの和からなる。第２の厚さ１０６は、側部外板３８の厚さと、側部外板の上面５８及び側部外板の下面８６の両方における側部外板の摩耗表面４８の厚さとの、和からなる。図１０及び図１１にさらに示すように、プラグ９８がオーバーラップストラップ開口８８に挿入され、オーバーストラップ開口８８を部分的に満たしているため、プラグ９８は、プラグ９８の内径１０１によって規定される開口１０８を包含している。さらに、開口１０８は、プラグ９８を通って延び、締結装置１１０を受容するように構成されている（図８）。さらに、ある実施形態では、プラグ９８は、プラグ開口１０８を囲む窪んだ上面１１２を有する。窪んだ上面１１２は、締結装置１１０がプラグ開口１０８及び窪んだ上面１１２の中に挿入されたときに、締結装置１１０の頂面１１４がオーバーラップストラップの上面１００とほぼ平らにまたは同一面に位置するようにして、締結装置１１０と係合する。非限定的な一実施例では、締結装置１１０は、限定しないが例としてリベットといったファスナであり、締結装置１１０は、締結装置の頂面１１４がオーバーラップストラップの上面１００とほぼ平らに位置するようにして、プラグ開口１０８内に挿入される。
【００１９】
図８及び図１０〜図１１にさらに示すように、ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６は、プラグ９８が側部外板の開口９０を通って下方に延び、締結装置１１０がプラグの開口１０８に挿入されて底部外板の開口９２を通って下方に延びるようにして、位置が揃えられている。その結果、締結装置１１０は、窪んだ上面１１２から底部外板の開口９２を通って下方に延び（図５）、それによって、遮熱アセンブリ３２の遮熱フランジ４６に沿って、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６とを１つに連結する。一実施形態では、締結装置１１０は、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６との間で圧縮せん断接合を形成するが、他の接合も可能である。さらに、例示的な一実施形態では、オーバーラップストラップ４２が側部外板の上面５８に接触し、側部外板の下面８６の一部が底部外板の上面５６の一部と接触し、トラップされた摺動ジョイント８４を形成している。
【００２０】
ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２が側部外板の上面５８に連結され、側部外板の下面８６の少なくとも一部が底部外板の上面５６の少なくとも一部に連結され、それによって、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６との間で実質的な流体密封１１６が形成される。図５に示すように、遮熱アセンブリ３２のある実施形態は、遮熱アセンブリ３２の内側部分７２に置かれた、断熱毛布７０または他の熱防御材料を含む。ある実施形態では、断熱毛布７０は環境条件に対して過敏であり、その結果、流体密封１１６は、湿気、高温ガス、及び他のこうした汚染物質が遮熱アセンブリ３２の内側部分７２に侵入するのを防ぐように構成されている。非限定的な一実施形態では、締結装置１１０によって与えられる圧縮は、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６との間に実質的な流体密封１１６を作り出すのに十分である。代わりにまたはさらに、限定しないが例えばガスケットといった封止エレメントが、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８の間、及び側部外板３８と底部外板３６の間に配置され、流体密封１１６の形成と維持に寄与する。
【００２１】
さらに、図８及び図９はそれぞれ、冷間／収縮ポジション１１８と熱間／膨張ポジション１２０にある、エキスパンションジョイント３４の例示的な実施形態を示す。非限定的な一実施形態では、エキスパンションジョイント３４は、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６の少なくとも一部が、遮熱フランジ４６に沿って位置が揃い、１つ以上の締結装置１１０によって互いに固定して取り付けられるかまたは他の態様で連結されるようにして、構成される。ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２は側部外板３８上に位置し、側部外板３８に接触しているか、または他の態様で連結されている。さらに、一実施形態では、オーバーラップストラップの下面５４はオーバーラップストラップの摩耗表面５０を含み、側部外板の上面５８は、側部外板の摩耗表面４８を含み、対向するオーバーラップストラップの摩耗表面５０と側部外板の摩耗表面４８とは、互いに接触している。加えて、ある実施形態では、側部外板３８の少なくとも一部は、底部外板３６の一部の上に位置し、底部外板３６の一部と接触している。さらに、側部外板の下面８６の少なくとも一部は側部外板の摩耗表面４８を有し、底部外板の上面５６の少なくとも一部は底部外板の摩耗表面４４を有する。ある実施形態では、オーバーラップの摩耗表面５０、側部外板の摩耗表面４８、及び底部外板の摩耗表面４４は、炭化タングステンの層、炭化クロムの層、または他のそうした層である。これらの層は、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６との間の摩耗を最小化し、動きを促進するのに寄与するために付けられている。非限定的な一実施例では、摩耗表面４４、４８、５０は溶射皮膜処理によって堆積しているが、他の付け方または堆積処理も可能である。
【００２２】
ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２の位置が側部外板３８及び底部外板３６と揃えられているとき、プラグ９８は、オーバーラップストラップの開口８８及び側部外板の開口９０を通って延び、プラグの底面１１８は、底部外板の上面５６の付近に位置する。非限定的な一実施形態では、プラグの底面１１８は、底部外板の上面５６及び／または底部外板の摩耗表面４４と実質的に接触している。さらに、ある実施形態では、プラグの底面１１８は、限定しないが例として、炭化タングステンまたは炭化クロムといった、摩耗表面を有し得る。代わりに、ある実施形態では、プラグ９８は、限定しないが例として炭化タングステン、炭化クロム、または他のそうした材料といった耐摩耗材料から製造されている。図８に示すように、冷間ポジション即ち収縮ポジション１１８においては、プラグ９８は、オーバーサイズである側部外板の開口９０を通って下方に延び、オーバーサイズである側部外板の開口９０内でほぼ中央に位置しているが、プラグ９８が側部外板の開口９０内で他の位置にあることも可能である。非限定的な一実施例では、側部外板の開口９０の第２の直径９６（図５）は、プラグ９８の両側に間隙１２４が存在し、プラグ９８と側部外板の開口９０との間に間隙１２４が形成されるようにして、サイズ決めされる。ある実施形態では、側部外板の開口９０内でプラグ９８がほぼ中央に位置しているとき、プラグ９８の両側の間隙１２４はほぼ等しくなるであろう。
【００２３】
図９は、熱間すなわち膨張ポジション１２０にあるエキスパンションジョイント３４の一実施例を示す。ここでは、トラップされた摺動ジョイント８４によって、遮熱アセンブリ３２の膨張または伸長が可能になる。非限定的な一実施例では、熱膨張中、底部外板３６は第１のポジション１２６から第２のポジション１２８へと膨張する。ある実施形態では、底部外板３６は、第１のポジション１２６では、遮熱フランジ４６に沿ってオーバーラップストラップ４２及び側部外板３８とほぼ同一面であり、位置が揃っている。しかし、例示的な一実施形態では、遮熱アセンブリ３２が温度上昇に曝されているとき、底部外板３６は伸長及び拡張し、第２のポジション１２８となる。さらに、トラップされた摺動ジョイント８４は、底部外板が膨張するのにつれて、オーバーラップストラップ４２が、第１のポジション１３０から第２のポジション１３２まで摺動または他の態様で動くように構成されている。さらに、オーバーラップストラップ４２が第１のポジション１３０から第２のポジション１３２へと摺動するのにつれて、プラグ９８もまた、側部外板の開口９０内で摺動または他の態様で動く。ある実施形態では、プラグ９８は、側部外板の開口９０内で、プラグ９８の片側で間隙１２４が増大し、プラグ９８のもう一方の側で減少するようにして、動く。
【００２４】
例えば、トラップされた摺動ジョイント８４を含む遮熱アセンブリ３２（図２〜図３）が、限定しないが例として温度変化といった環境変化に曝されているとき、底部外板３６は特定の長さ１３４にわたって膨張及び／または収縮する。さらに、ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２は、オーバーラップストラップの開口８８、プラグの開口１０８、及び底部外板の開口９２を通って挿入された締結装置１１０によって、底部外板３６に連結されている。さらに、ある実施形態では、側部外板３８はオーバーラップストラップ４２と底部外板３６との間に位置している（即ち挟まれている）。さらに、プラグ９８がオーバーラップストラップの開口８８内に挿入されて側部外板の開口９０を通って延び、プラグの底面（図１１）は、底部外板の上面５６の付近で終端するか、または底部外板の上面５６と接触している。非限定的な一実施例では、側部外板の開口９６の直径はプラグ９９の外径よりも大きく、それによって、底部外板３６が膨張及び収縮するのにつれて、オーバーラップストラップ４２が側部外板の上面５８に沿って摺動し、プラグ９８が側部外板の開口９０内で底部外板の上面５６に沿って摺動する。結果として、トラップされた摺動ジョイント８４によって、底部外板３６が熱膨張中に側部外板３８から独立して膨張及び収縮することが可能になっている。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
上記の開示は概して、輸送、鉱業、建設、工業、及び発電の機械及び／または設備といった様々な用途において役に立つものである。具体的には、開示のエキスパンションジョイントは、航空機といった乗物や、輸送機械、船舶、発電機などに適用され得る。
【００２６】
例えばある状況では、底部外板３６と側部外板３８とオーバーラップストラップ４２を含む遮熱アセンブリ３２は、温度変化、圧力変化、振動、及び他のそうした環境条件に曝される。その結果として、遮熱アセンブリ３２の一実施形態は、遮熱アセンブリ３２が運転中に遭遇する様々な条件に適切に反応することを可能にする、エキスパンションジョイント３４を含んでいる。非限定的な一実施例では、遮熱アセンブリ３２は、温度上昇に曝されているときに熱膨張する。遮熱アセンブリ３２が熱くなるのにつれて、側部外板３８、底部外板３６、及びオーバーラップストラップ４２は、膨張または伸長する。反対に、遮熱アセンブリ３２の周囲の温度が下降するときには、遮熱アセンブリは冷たくなり、側部外板３８、底部外板３６、及びオーバーラップストラップ４２は収縮するか縮小する。ある実施形態では、エキスパンションジョイント３４は、底部外板３６と側部外板３８が互いに独立して膨張及び収縮できるように構成されている。
【００２７】
これは、底部外板と側部外板とが互いに固定して取り付けられている遮熱アセンブリの代替的な設計とは対照的であり得る。ある場合には、遮熱アセンブリの特定の部分が、異なる速度で熱くなる及び／または冷たくなる。例えば、非限定的な一実施形態では、遮熱アセンブリが冷たくなる際に、側部外板の方が底部外板よりもより迅速に冷たくなる。側部外板と底部外板とが互いに固定して取り付けられている遮熱アセンブリでは、側部外板と底部外板との間で冷却速度が異なることによって底部外板に圧縮力が伝わり、それによって冷却の際に底部外板が座屈するか、または他の態様で変形する。さらに、ある状況においては、遮熱アセンブリにおいて観察される座屈または他の変形によって、遮熱材内の応力集中が増大する。この応力集中は、時間の経過と共に遮熱アセンブリの性能及び／または信頼性に影響し得る。さらに、こうした遮熱アセンブリのメンテナンスは労働集約的であり、作業コストを上昇させ得、修理中の乗物または機械のダウンタイムを延長させ得る。
【００２８】
したがって、本開示の遮熱アセンブリ３２のある実施形態は、遮熱アセンブリ３２が座屈または他の態様で変形することなしに膨張及び収縮できるようにするエキスパンションジョイント３４を組み込んでいる。非限定的な一実施例では、オーバーラップストラップ４２が遮熱アセンブリ３２の遮熱フランジ４６に沿って底部外板３６に連結されているようにして、エキスパンションジョイント３４に沿って摺動ジョイント５２が形成されている。さらに、オーバーラップストラップ４２は側部外板３８に向かって延び、側部外板３８にオーバーラップしている。オーバーラップストラップ４２は側部外板の上面５８に対して付勢されており、底部外板３６が膨張及び収縮するのにつれて、側部外板３８に沿って摺動するかまたは他の態様で動くことができるようになっている。こうした構成は、底部外板３６が側部外板３８から独立して膨張及び収縮することを可能にするであろう。加えて、遮熱アセンブリ３２の座屈またはその他の変形を最小化するかまたは全く撲滅するであろう。
【００２９】
加えて、ある実施形態では、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板３６は、遮熱アセンブリ３２のエキスパンションジョイント３４に沿って、トラップされた摺動ジョイント８４を形成するように構成されている。非限定的な一実施形態では、オーバーラップストラップ４２と側部外板３８と底部外板は、遮熱アセンブリ３２の遮熱フランジ４６に沿って互いに位置を揃えて積み上げられている。さらに、トラップされた摺動ジョイント８４は、底部外板３６が膨張及び収縮するのにつれて、オーバーラップストラップ４２及び底部外板３６が側部外板３８の一部に沿って摺動するかまたは他の態様で動くように構成されている。その結果、底部外板３６は側部外板３８から独立して膨張及び収縮し、したがって遮熱アセンブリ３２の座屈またはその他の変形は最小化されるかまたは全く撲滅されるであろう。
【００３０】
さらに、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
【００３１】
条項１．熱源に近接する支持構造体と、後縁との間に延びる底部、
側部、及び
底部に連結され、フランジ部から側部に向かって延びるオーバーラップ部であって、フランジ部に向かって拡張することと側部の上面に沿って摺動することとによって加熱中の熱膨張を可能にするために、側部の上に重ねられ且つ側部に対して付勢されているオーバーラップ部
を備える、熱エキスパンションジョイント。
【００３２】
条項２．オーバーラップ部を通って延びる少なくとも１つの第１の開口、底部を通って延びる少なくとも１つの第２の開口、並びに、オーバーラップ部をフランジ部に沿って形成された圧縮せん断接合で底部に固定して取り付けるため、第１の開口及び第２の開口内に挿入された少なくとも１つのファスナをさらに備える、条項１に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００３３】
条項３．オーバーラップ部が側部と密封式に係合して流体密封を形成するため、側部に対して圧縮付勢力を加えるようにオーバーラップ部がプリフォームされた、条項１に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００３４】
条項４．側部の上面が第１の摩耗表面を有し、オーバーラップ部の下面が第２の摩耗表面を有し、第１の摩耗表面が第２の摩耗表面と係合し熱膨張中に第２の摩耗表面に対して摺動するように、第１の摩耗表面と第２の摩耗表面が互いに対向して位置している、条項１に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００３５】
条項５．側部の第１の摩耗表面とオーバーラップ部の第２の摩耗表面とが、それぞれ溶射皮膜の層から形成されている、条項４に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００３６】
条項６．熱源に近接する支持構造体と、後縁との間に延びる底部、
フランジ部から延びる側部、及び
フランジ部に沿って、側部の上面上に位置するオーバーラップ部であって、オーバーラップ部及び底部が側部に沿って摺動できるようにすることによって加熱中の熱膨張を可能にするために、側部及び底部に連結されているオーバーラップ部
を備える、熱エキスパンションジョイント。
【００３７】
条項７．オーバーラップ部を通って延びる少なくとも１つの第１の開口、側部を通って延びる少なくとも１つの第２の開口、底部を通って延びる少なくとも１つの第３の開口、並びに、オーバーラップ部と側部と底部とを圧縮せん断接合でフランジ部に沿って連結するため、第１の開口、第２の開口、及び第３の開口を通って挿入された少なくとも１つのファスナをさらに備える、条項６に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００３８】
条項８．オーバーラップ部の第１の開口がプラグと嵌合し、プラグはオーバーラップ部の上面から側部の第２の開口を通って底部の上面まで延び、プラグはファスナを収容するプラグの開口を含む、条項７に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００３９】
条項９．側部の第２の開口の直径が、底部の熱膨張に適合するためにプラグの直径よりも大きい、条項８に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００４０】
条項１０．オーバーラップ部の下面が、側部上の第２の摩耗表面と係合する第１の摩耗表面を有し、側部の下面が、底部の上面上の第４の摩耗表面と係合する第３の摩耗表面を有する、条項９に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００４１】
条項１１．熱膨張中に第１の摩耗表面が第２の摩耗表面に対して摺動し、第３の摩耗表面が第４の摩耗表面に対して摺動するように、第１の摩耗表面と第２の摩耗表面と第３の摩耗表面と第４の摩耗表面が、それぞれ溶射皮膜の層から形成されている、条項１０に記載の熱エキスパンションジョイント。
【００４２】
条項１２．熱源に近接する支持構造体と、後縁との間に延びる底部、
側部、及び
加熱中の熱膨張に適合するため、フランジ部から延び、底部及び側部に連結されたオーバーラップ部
を備える熱エキスパンションジョイント
を備える機械。
【００４３】
条項１３．オーバーラップ部を通って延びる少なくとも１つの第１の開口、底部を通って延びる少なくとも１つの第２の開口、及び、底部が熱膨張するのにつれて、熱膨張に適合するため、オーバーラップ部がフランジ部に向かって延び且つ側部の上面に沿って摺動するようにして、オーバーラップ部を圧縮せん断接合でフランジ部に沿って底部に連結するため、第１の開口と第２の開口の中に挿入された少なくとも１つのファスナをさらに備える、条項１２に記載の機械。
【００４４】
条項１４．加熱中に熱膨張に適合するように、オーバーラップ部及び底部がフランジ部に向かって延び、側部に沿って摺動するように、側部の上面上に位置するオーバーラップ部の下面と、底部の上面上に位置する側部の下面をさらに備える、条項１２に記載の機械。
【００４５】
条項１５．オーバーラップ部が側部と密封式に係合して流体密封を形成するため、オーバーラップ部が側部に向かって延び、側部に対して圧縮付勢力を加えるようにプリフォームされた、条項１３に記載の機械。
【００４６】
条項１６．オーバーラップ部を通って延びる少なくとも１つの第１の開口、側部を通って延びる少なくとも１つの第２の開口、底部を通って延びる少なくとも１つの第３の開口、並びに、オーバーラップ部を圧縮せん断接合でフランジ部に沿って底部に固定して取り付けるため、第１の開口、第２の開口、及び第３の開口を通って挿入された少なくとも１つのファスナをさらに備える、条項１４に記載の機械。
【００４７】
条項１７．オーバーラップ部の第１の開口がプラグと嵌合し、プラグはオーバーラップ部の上面から側部の第２の開口を通って底部の上面まで延び、プラグはファスナを収容するプラグの開口を含む、条項１６に記載の機械。
【００４８】
条項１８．側部の第２の開口の直径が、底部の熱膨張に適合するためにプラグの直径よりも大きい、条項１７に記載の機械。
【００４９】
条項１９．オーバーラップ部の下面が第１の摩耗表面を有し、側部の上面が第２の摩耗表面を有し、側部の下面が第３の摩耗表面を有し、底部の上面が第４の摩耗表面を有する、条項１４に記載の機械。
【００５０】
条項２０．第１の摩耗表面、第２の摩耗表面、第３の摩耗表面、及び第４の摩耗表面が、それぞれ溶射皮膜の層から形成されている、条項１９に記載の機械。
【００５１】
上記の詳細な記載は、特定の具体的な実施形態に関して与えられ記載されてきたが、本開示の範囲はこうした実施形態によって限定されるべきではなく、こうした実施形態は単に実施可能性とベストモードを示す目的のために記載されているという
ことを理解されたい。本開示の範囲と本質は、具体的に開示された実施形態よりも広く、添付の請求項の範囲によって包括される。さらに、ある特徴は特定の具体的な実施形態と関連して記載されているが、これらの特徴は関連して記載された実施形態のみでの使用には限定されず、むしろ、代替実施形態に関連して記載された他の特徴と共に、またはそれらとは別に、使用され得る。
【図１】
2018079913.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018079913.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
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