(57)【要約】  本発明は、外部に対する機器の密封性を確保するための、一つの機器の二つの部分（１１、２１）、すなわち固定部分と該固定部分の回転軸のまわりを回転可能な部分との間の自己補正式動的パッキン（３２）に関する。それは、−  所定の熱膨張係数を有し、第一の部分（１１）の摩擦面（１１１）と擦れる端部（３２２）を備え、第二の部分（２１）に接続された固定の機械構造物（３２３）内に隙間なく取り付けられているシール部品（３２１）と、−  該機械構造物と該第二の部分との間に隙間なく結合部を形成し、前記補正要素が熱的に変形可能で、温度が変化した時に該補正要素の変形から生じる機械構造物の変位が、シール部品の前記摩擦端部が摩擦面と接触を保つことを確実にするような方法で、設計されている補正要素（３２４）とを備える。
2007506050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの固体粒子及び／又は流体に対して機器に所定の密封度を提供するための、一つの機器の二つの部分（１１、２１）、すなわち固定部分と前記固定部分の回転軸のまわりを回転可能な部分との間の自己補正式動的パッキン（３２）であって、
−所定の熱膨張係数を有し、前記部分（１１）の最初の一つの摩擦面（１１１）と擦れる端部（３２２）を備え、第二の部分（２１）に接続された固定の機械構造物（３２３）内に隙間なく取り付けられているシール部品（３２１）と、
−前記機械構造物と前記第二の部分との間に隙間なく結合部を形成し、補正要素が熱的に変形可能で、温度が変化した時に補正要素の変形から生じる機械構造物の変位が、シール部品の前記摩擦端部が所望の密封度で前記第一の部分の摩擦面と接触を保つことを確実にするような方法で、設計されている補正要素（３２４）と
を備えることを特徴とする自己補正式動的パッキン。
【請求項２】
補正要素が、所定の熱膨張係数を有する変形可能な補正材料のリングにより形成され、前記リングが摩擦面の平面に実質的に平行で、この面に向いている第一の界面（３２５）により前記第二の部分に固定され、また実質的に第一の界面に平行で、摩擦面の平面からは第一の界面に対して反対側にある、第二の界面（３２６）により機械構造物に固定されており、
所望の密封度を確保するため、補正材料の膨張係数と界面同士間の距離との積が温度変化の範囲においてシール部品の変形の幅に適合する請求項１に記載の動的パッキン。
【請求項３】
シール部品と補正要素の間に温度勾配があるとき、補正材料の膨張係数と界面同士間の距離との前記積もまた前記勾配に適合する請求項２に記載の動的パッキン。
【請求項４】
シール部品が、実質的に摩擦面と平行な支持面（３２７）により機械構造物に固定された、所定の膨張係数を有する変形可能な材料のブロックから形成され、
補正材料の膨張係数と界面同士間の距離との積が、前記変形可能な材料の膨張係数と、前記支持面とシール部品の摩擦端部間の距離との積に適合する請求項２項に記載の動的パッキン。
【請求項５】
補正材料が、シール部品が形成される変形可能な材料と同一である請求項４に記載の動的パッキン。
【請求項６】
シール部品及び補正要素を形成する材料がエラストマー・タイプである請求項４または５のいずれか一項に記載の動的パッキン。
【請求項７】
シール部品がリップシールであり、摩擦端部（３２２）が一つ以上のリップから成る請求項１〜６のいずれか一項に記載の動的パッキン。
【請求項８】
シール部品が標準のリップシールである請求項７に記載の動的パッキン。
【請求項９】
一つの機器の二つの部分（１、２）、すなわち固定部分と可動部分との間の回転結合（３、３’）であって、
前記部分の最初の一つに固定された第一フランジ（１１）と、
第二の部分に固定された第二フランジ（２１）と、
可動部分が固定部分の回転軸（Δ）のまわりを回転出来るようにするため、二つのフランジ同士の間に取り付けられた回転軸受（３１）と、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の自己補正式動的パッキン（３２）とを備え、
摩擦面（１１１）が前記第一フランジ（１１）に保持され、そして動的パッキンの固定の機械構造物（３２３）が第二の部分の前記第二フランジ（２１）により支持される回転結合。
【請求項１０】
各フランジ（１１、２１）が一つ以上の整流壁（１１０、２１０）を支持し、外部の攻撃から動的パッキンのシール部品を保護するために、二つのフランジの整流壁が交互に配置されている請求項９に記載の回転結合。
【請求項１１】
前記第一フランジが前記摩擦面の近傍に加熱要素（１１２）を備える請求項９または１０のいずれか一項に記載の回転結合。
【請求項１２】
前記第一フランジが前記加熱要素の制御のために、前記摩擦面の近傍に温度センサー（１１３）もまた備える請求項１１に記載の回転結合。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一つの機器の二つの部分、すなわち固定部分と前記固定部分の回転軸のまわりを回転可能な部分との間における、外部からの固体粒子及び／又は流体に対して機器の所定の密封度を提供するための自己補正式動的パッキンに関する。それは特に輸送機に搭載される航空機器のシーリングに適する。
【背景技術】
【０００２】
外部荷重として搭載される航空機器は温度、圧力、及び砂、埃、あるいは雨の侵入に関して極度の環境に支配されるが、機器内部に位置する光学又はレーザー式の全ての部分組立品は輸送機の飛行領域の全ての形態においてそれらを運転状態に保つために、十分な密封度を備えなければならない。この性能は最近、極端に高価な強磁性流体タイプの動的パッキンを用いて達成されている。
【０００３】
コスト低減のため、不適切なシーリングをある程度補うことができる、乾燥粉末タイプの吸湿器と組み合わせたリップシール型の標準パッキンを使用可能である。しかしながら、従来エラストマーで作られているこれらのパッキンは温度の低下にさらされると、パッキンに備わった密封性が減少する又は完全に失われるごとく収縮するような膨張係数を有する。温度上昇にさらされるとそれらは膨張して、使用可能な力が小さい機器において許容できない程度まで摩擦トルクを増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は温度変化の間に密封性を保ち一定又は僅かに可変の摩擦トルクを有する、低コストの動的パッキンを提案することにより、前述の欠点を克服することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このために、本発明による動的パッキンは、従来型のシール部分と所定の膨張係数を有する補正要素の組合せの結果として自己補正式であり、温度変化が生じたときに補正要素の膨張又は収縮が、特に必要な密封性が保たれるような方法でシール部分の動きを生じるような仕方で配置される。
【０００６】
より正確には、本発明は、外部からの固体粒子及び／又は流体に対して機器に所定の密封度を提供するための、一つの機器の二つの部分、すなわち固定部分と前記固定部分の回転軸のまわりを回転可能な部分との間の自己補正式動的パッキンであって、
−  所定の熱膨張係数を有し、前記部分の最初の一つの摩擦面と擦れる端部を備え、第二の部分に接続された固定の機械構造物内に隙間なく取り付けられているシール部品と、
−  前記機械構造物と前記第二の部分との間に隙間なく結合部を形成し、前記補正要素が熱的に変形可能で、温度が変化した時に該補正要素の変形から生じる機械構造物の変位が、シール部品の前記摩擦端部が所望の密封度で前記第一の部分の摩擦面と接触を保つことを確実にするような方法で、設計されている補正要素とを備えることを特徴とする自己補正式動的パッキンを提案している。
【０００７】
本発明はまた、本発明による自己補正式動的パッキンを備えた回転結合に関する。
【０００８】
その他の利点及び特徴は、添付の図によって例示される以下の説明により更に明確にされよう。
【０００９】
これらの図においては、同一の要素は同じ参照番号で示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明による回転結合を含む機器の図を示す。同機器は例えば監視、目標物追跡など各種の機能を実行するための、光学的及び電子的部分組立品を備えた機上に搭載される航空機器である。該部分組立品は温度と湿度変化に敏感なレーザー式構成部品並びに、光学及び電子部品を備える。例示されている機器は固定部分２の回転軸Δのまわりを回転可能な可動部分１を含む。二つの結合部３、３’は可動部分が回転軸のまわりを回転することを可能にする。この機器は非常に幅広い温度変化（一般的な仕様は−５４°〜＋１００°）、砂による外部の攻撃（図１の矢印で示す）、埃及び雨等の極限的環境に耐えるように設計され、そしてなお依然として流体、特に水分に対し機器の内側と外側の典型的な双方向の圧力差１バールの下で、極度に低い漏れ度合い（２４時間あたり数ミリバール）を確保する密封度を持たなければならない。
【００１１】
この密封度を提供するため、これらの回転結合は動的パッキンを含む。このパッキンは温度変化と同様に、内側と外側の圧力差に耐えることが出来なければならない。動的パッキンの既知の例は、磁界により所定の差圧レベルに保たれた強磁性流体材料を用い、流体に対して満足できる密封度を備える。しかしながら、この装置は重く、嵩張り、そして非常に高価であるという欠点を有する。
【００１２】
本発明は十分な密封度を確保しながらリップシールなどの標準的なタイプの動的パッキンの使用を可能にする、低価格で非常に小さいサイズの自己補正式動的パッキンを提案する。
【００１３】
図２は本発明による自己補正式動的パッキンを組み込んでいる一つの機器の二つの部分、すなわち固定部分と可動部分との間の回転結合３の実施例を示す。この例において、回転結合は前記部分の最初の一つ、例えば可動部に固定された第一フランジ１１、及び第二の部分、例えば固定部分に固定された第二フランジ２１を備える。それはまた可動部分を固定部分の回転軸（図２に図示せず）のまわりを回転可能とする、二つのフランジ１１と２１の間に取り付けられた回転軸受３１と、所望の密封度を提供する自己補正式動的パッキン３２を備える。
【００１４】
本発明によれば動的パッキン３２は、所定の熱膨張係数を有し、第一の部分（固定部分又は可動部分）の摩擦面１１１と接触する摩擦端部３２２を備え、第二の部分に接続された固定の機械構造物３２３内に隙間なく取り付けられているシール部品３２１を含む。この例では、摩擦面１１１は可動部分に固定されたフランジ１１に保持され、機械構造物は固定部分に固定されたフランジ２１に接続される。動的パッキンは又、機械構造物３２３と第二の部分（この例ではフランジ２１）の間に隙間なく結合部を形成する補正要素３２４を備える。本発明によれば、補正要素３２４は熱的に変形可能で、温度が変化した時に該補正要素の変形から生じる機械構造物３２３の変位が、シール部品の摩擦端部３２２が望ましい密封度で第一の部分の摩擦面１１１と接触を保つことを確実にするような方法で、設計されている。したがって、一方でシール部品３２１と機械構造物３２３との間の結合部、及びもう一方で機械構造物と補正要素３２４との間ならびに補正要素と第二の部分（フランジ２１）との間の結合部は、隙間なくシールされているため、シーリングは確実になされる。更に、摩擦端部３２２と第一の部分（フランジ１１）の摩擦面１１１の接触は、固定の機械構造物を用いてシール部品を変位させることにより該シール部品の変形が補正されることを可能にする補正要素の変形の結果として保たれる。補正要素は温度変化の範囲にわたって密封度を維持し、摩擦トルクを一定又は僅かに可変に保つように設計されることが有利である。これは使用可能な力が限られており、摩擦トルクが過大な場合に回転結合が固着する恐れのあるシステム、特に機上搭載システムにおいて殊に有用である。
【００１５】
従って補正要素の使用によって、リップシール型の従来のパッキンはシール部品として使うことができ、摩擦端部３２２は図２の例に示すように一つ以上のリップで構成される。リップシールは市場で入手可能な標準のシールであってもよい。特に双方向の圧力差の場合は少なくとも二つのリップが必要である。
【００１６】
図２は補正要素３２４の好都合な例を示す。これは所定の熱膨張係数を有する変形可能な補正材料のリングにより形成される。該材料は例えばエラストマー・タイプである。リングは、一方では摩擦面１１１の平面に実質的に平行で、この面に向いて位置する第一の界面３２５により第二の部分（フランジ２１）に固定され、またもう一方では実質的に第一の界面に平行で、摩擦面の平面からは第一の界面に対して反対側にある、第二の界面３２６により機械構造物３２３に固定されている。図２の例において、リングは長方形の断面を有するが、明らかに他の形状も可能である。従って、温度が低下した場合、補正要素の収縮は摩擦面に向かって機械構造物の変位を生じ、シール部品の収縮を補正することを可能にする。逆に、温度が上昇した場合、補正要素の膨張は反対方向に機械構造物の変位を生じ、シール部品の膨張を補正することを可能にする。該補正要素は所望の密封度を確保するため、補正材料の膨張係数と界面同士間の距離との積が温度変化の範囲においてシール部品の変形の幅に適合するように設計される。
【００１７】
幾つかの場合には、シール部品と補正要素との間の回転結合に温度勾配が存在することがある。この場合、補正要素は補正材料の膨張係数と界面同士間の距離との積もまた前記勾配に適合するように設計される。幾つかの場合、補正要素は更にフランジの膨張の影響を補正するように設計することができる。
【００１８】
実際に、シール部品３２１は実質的に摩擦面１１１と平行な支持面３２７により機械構造物３２３に固定された、所定の膨張係数を有する変形可能な材料のブロックから単純に形成することが可能である。同材料は例えばエラストマー・タイプである。この場合、補正材料の膨張係数と、界面３２５と３２６間の距離との積は、シール部品を形成する変形可能な材料の膨張係数と、支持面３２７と摩擦端部３２２間の距離との積に適合する。例えば、回転結合が安定した温度においてなされており、補正要素及びシール部品が同じ材料から形成されている場合、密封度を保つために双方の距離は実質的に同一である。界面３２５と３２６間の距離は、シール部品と補正要素の間に熱勾配がある場合は、異なったやり方で調整される。
【００１９】
本発明による自己補正式パッキンは、機械構造物のまわりに適切な形状のモールドを製作することにより、単純に既知の方法で生産可能である。シール部品及び補正要素は例えば、エラストマー材料のモールド内への加温注入により形成でき、エラストマー材料は冷えるに従って別々の界面に付着する。同じ材料がシール部品と補正要素に使用される場合、製作プロセスはより容易になる。従来用いられている材料の一例はネオプレンである。シール部品が市場で入手可能なリップシールのような標準のパッキンの場合、それは機械構造物に接着され、そして補正要素は上述の方法で製作可能である。
【００２０】
図２に示すように、各フランジ１１、２１はそれぞれ１１０と２１０で示される一つ以上の整流壁を支持することができ、二つのフランジの整流壁は、動的パッキン３２のシール部品３２１を例えば埃、砂、又は雨等の外部の攻撃から保護するための一種のラビリンスを形成するように交互に配置されていることが有利である。
【００２１】
一つの変形において、摩擦面１１１を保持する第一フランジ１１は前記摩擦面の近傍に加熱要素１１２を備える。この加熱要素はシール部品の摩擦端部３２２が必要に応じて除氷されることを可能にする。それはまたシール部品の摩擦端部と、フランジ１１に保持されている摩擦面との間の摩擦トルクを最小値に確実に保つために、摩擦面において最低限の温度が保たれることを可能にする。必要ならば、フランジ１１は摩擦面の近傍に加熱要素を制御するための温度センサー１１３もまた備える。本発明による自己補正式動的パッキンは上記のような適用に限定されない。それは可動部分と固定部分の間に回転結合を有し、所定の温度変化の範囲において密封度が維持されねばならない、あらゆる装置に有利に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による回転結合を含む機器の部分視図である。
【図２】本発明による自己補正式動的パッキンの実施例の図である。
【図１】
2007506050.tif 000003
【図２】
2007506050.tif 000004
【国際調査報告】
2007506050.tif 000005
2007506050.tif 000006
2007506050.tif 000007
2007506050.tif 000008