(57)【要約】  端部マウントは、様々な形状および大きさを持つ端部固定具に螺旋状テンションスプリングを固定するために用いられる。これらの端部マウントは、内側スプリング端部マウントを内包し、それをキャップのようにして端部マウントを固定する内部穴を含む。端部マウントの内部を通り、固定具には嵌るが、内側端部マウントには嵌らずに、端部マウントを適所に保持するように上面に作成された鍵穴も存在する。端部マウントの円筒形状の側壁上に、溝が螺旋状パターンで機械加工される。スプリングは、端部マウントの溝上に巻き付けられる。
2013520634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のテンションスプリングを端部固定具に固定するための端部マウントであって、該マウントは、
湾曲した側面と、当該側面から延在する固定具係合部材とを有する第１のマウント本体と、
前記マウント本体の前記湾曲した側面上に螺旋構造で配置された溝と、
を含み、
前記第１のマウント本体の前記係合部材は、前記固定具の止め具部分に係合するように構成された当接部を含み、前記固定具の止め具は、前記固定具に対して、前記マウントの前記係合部材を適所に維持する、端部マウント。
【請求項２】
前記溝が、適用されるスプリングのコイル径よりも僅かに大きいコイル径を有する、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項３】
前記湾曲した側面は、一定直径を有する円筒形状の側壁を形成する、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項４】
前記係合部材は、前記マウント本体の前記湾曲した側面の内部およびその長手方向に沿って、円形で平坦な壁を含み、当該壁は、前記固定具の一部に嵌るように構成された開口部を有する、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項５】
前記第１のマウント本体は、少なくとも部分的に中空である、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項６】
前記第１のマウント本体の内表面が円筒形状である、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項７】
前記内表面はその長さに沿って一定直径を有する、請求項６に記載の端部マウント。
【請求項８】
前記第１のマウント本体の内表面は、前記第１のマウント本体を貫通して延在せずに、前記マウント本体の端部の手前で終了し、当該端部において開口部が設けられ、従って、当該開口部は前記内表面の内部よりも小さい、請求項７に記載の端部マウント。
【請求項９】
前記端部固定具は外側端部を有し、鍵穴が前記マウント本体の端部において開口部によって形成され、当該鍵穴は、前記端部固定具の前記外側端部の通過を可能にするように構成されている、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項１０】
前記鍵穴は円形状を有する、請求項９に記載の端部マウント。
【請求項１１】
前記鍵穴は、前記マウント本体の前記端部上の中心に位置する、請求項９に記載の端部マウント。
【請求項１２】
前記端部固定具は内側端部マウントを含み、前記鍵穴は前記外側端部に嵌るが前記内側端部マウントには嵌らない、請求項９に記載の端部マウント。
【請求項１３】
前記溝は、前記端部マウントの前記湾曲した側面に沿って、一定のピッチを有する、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項１４】
少なくとも部分的に前記第１のテンションスプリング内に第２のテンションスプリングを固定するための第２のマウント本体をさらに含み、前記第１のマウント本体は、前記第２のマウント本体よりも大きな直径を有する、請求項１に記載の端部マウント。
【請求項１５】
前記第１のマウント本体は前記第２のマウント本体に当接し、前記第２のマウント本体は、前記端部固定具に対して、前記第２のマウント本体によって保持される、請求項１４に記載の端部マウント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してスプリングのマウントに関し、より具体的には、端部がマウントされたテンションスプリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
入れ子式スプリングは、様々な用途に使用される。例えば、それらは、飛行機の着陸装置において、あるいは相対的に移動する部品に対して固定具を固定するためのあらゆるタイプの装置においても使用される。それらは、信頼性が最優先である場合、あるいは、場合によっては、スプリングを取り付ける場合に必要とされる空間的領域を減少させるために使用されている。
【０００３】
多くの場合、冗長システムを設けることで、入れ子式スプリングはシングルポイントでの障害を回避するのに使用される。それらは、単一スプリングシステムに取って代わるものである。しかしながら、単一スプリングシステムでは、スプリングが故障すると、システム全体が故障する。デュアルスプリングシステムを備えることによって、安全性の要因が増加する。一方のスプリングが故障した場合には、故障したスプリングが交換されるまでの間、他方のスプリングが依然適切に機能しうる。
【０００４】
その他の例には、スロットルリターンスプリング、ブレーキリターンスプリング、およびバルブスプリングが含まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、スプリングの据え付けに関する。より具体的には、本発明は、様々な用途において、スプリングと固定具との互いの固定を維持するために、溝およびスプリングの張力を用いる、固定具に取り付けるテンションスプリング用の端部マウントシステムを含む。このシステムは、内側スプリングと、端部マウントと、内側スプリングを内包する外側スプリングとを含み、外側端部マウントは、内側端部マウント上に載置されている。これらは、両端で固定具に取り付けられており、このことは、用途に応じて異なり得る。
【０００６】
本発明のさらなる局面によれば、端部マウントは円筒形状を有し、螺旋状のテンションスプリングが端部マウント上の溝上に巻き付けられることによって、端部マウントに固定されることを可能にする。ある実施形態における端部マウントの溝は、マウントに固定される前のテンションスプリングのピッチよりも大きなピッチを有する。ある好ましい実施形態では、スプリングの取り付け部分のピッチは、マウントの溝のピッチと一致するように、スプリングの残りの部分よりも大きなピッチを有する。溝の内径は、スプリングのコイルの径よりも僅かに大きい。スプリングが引っ張られると、チャイニーズフィンガートラップと同様に、スプリングの増加した内向きの力によって、スプリングが端部マウント上に保持される。万一、スプリングが端部マウントから外れた場合には、これらの力は、スプリング全体にわたって、スプリングの直径を減少させる傾向がある。
【０００７】
本発明の他の局面によれば、端部マウントは、端部固定具に嵌る鍵穴を有する。鍵穴は、端部マウントが固定具に嵌るが、内側スプリングおよび内側端部マウントには嵌らないように成形されている。鍵穴は、この目的を満たす限り、どのような形状でもよい。
【０００８】
本発明のまたさらなる局面によれば、固定具は、機械加工され、または内側スプリング端部マウントに取り付けられる。これらの固定具は、目下の用途に応じて、様々な形状および大きさをとりうる。
【０００９】
本発明のさらに他の局面によれば、内側スプリングを内包する外側スプリングを備えたデュアルスプリングシステムにより、各スプリングの質量低減が可能となり、システムの強度が大幅に向上する。さらに、別のスプリングがシステムに導入されるので、安全性に対する方策が付加される。複合のスプリングシステムの共振周波数もまた、同じ用途用の単一スプリングシステムと比較して、劇的に変化する。この周波数変化もまた、危険な周波数結合を避けることによって、システム全体の安全性を向上させるために使用できる。
【００１０】
上記の概要から理解し得るように、本発明は、安全性要因を付加する、より頑丈で完全なアタッチメントを提供し、留め金具なしのスプリングアタッチメントにおいて信頼性があり、重量を減少させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の好ましい実施形態および他の実施形態を、以下の図面を参照して、詳細に以下に説明する。
【００１２】
【図１】図１は、先行技術の入れ子式テンションスプリング構成の側面図である。
【００１３】
【図２】図２は、スプリングアセンブリの側面図である。
【００１４】
【図３】図３は、内側部分のスプリングアセンブリの側面図である。
【００１５】
【図４】図４は、外側スプリングアセンブリの側面図である。
【００１６】
【図５ａ】図５ａは、外側スプリング端部マウントの等角図である。
【００１７】
【図５ｂ】図５ｂは、より広い鍵穴開口部を有する外側スプリング端部マウントの端面図である。
【００１８】
【図５ｃ】図５ｃは、外側スプリング端部マウントの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示すように、先行技術の入れ子式テンションスプリング４，６は、スプリングが取り付け位置から外れることを抑制するために、対向するフックを用いる。外側フック１０は、内側フック８に対向する。従来のテンションスプリング４，６は、一般的に、特にフックに対する大きな曲げ応力が引張荷重下でコイルに由来する大きなねじり応力と出会う位置にあるフックにおいて故障していたことに留意されたい。スプリング４，６に対するフック８，１０の関係は、以下の説明の後に、さらなる理解が得られるであろう。スプリング４，６の動作は、図１を参照することにより、理解し得る。この実施形態は、２つのテンションスプリング４，６、すなわち、内側スプリング４および外側スプリング６から成る。上記のスプリング４，６は、一方の端部において、フック８，１０に接続する。これらのスプリング４，６は、コイル状の螺旋構造物が反対方向に巻かれているように組み立てられる。しかしながら、フック８，１０は、繰り返し引張力が加えられるとフックが故障し得るような方法で、固定具に接続される。これらのフック８，１０は、完全または頑丈なアタッチメントを持たない。フックが固定される固定具または部品において、および巻き付けを行う前のフックのベンドにおいて、応力集中が生じる。先行技術の場合にはまた、一方のスプリングが故障すると、フックが移動し、多くの場合、システム全体が故障する原因となる。
【００２０】
上記の問題を解決するために、本発明の実施形態は、引張力が加えられた際に、故障の可能性がずっと少なく、より頑丈で完全なアタッチメントが存在するように、端部マウント１４，１８を用いて固定具に接続される内側スプリング１２および外側スプリング１６を含む。これらの端部マウント１４，１８は、金属、プラスチック、または複合材料等の様々な材料から機械加工され得る。この実施形態に対する端部マウント１４，１８の関係は、図２を参照すれば、さらなる理解が得られるであろう。
【００２１】
図２に示されるように、内側スプリング１２は、両端における端部マウント１４を用いて固定具２０および２１に取り付けられる。内側スプリング１２を取り囲むのは、端部マウント１８上に巻き付けられた外側スプリング１６である。システム中に２つ以上のスプリングが存在するので、複数のスプリングからの強度が一体化されることから、個々のスプリングは、より低い質量を有することができる。システム中の個々のスプリングの質量がより低い結果、デュアルスプリングの実施形態は、より高い本来備わっている固有周波数を有する。このより高い固有周波数は、この周波数が使用中に経験する周波数の範囲外であるので、安全性を高める。装置がその固有周波数に類似した周波数を経験すると、その装置はより簡単に故障し得る。このことは、飛行機の着陸装置に見られてきた。システムの固有周波数がより高いので、安全性に対する方策が付加される。
【００２２】
再び端部マウント１８に戻ると、端部マウント１８における溝２８の内径は、外側スプリング１６の静止コイル径よりも僅かに大きい。このため、上記のスプリングがテンションスプリングであるという事実を加味すると、スプリングが張力を受けると、スプリング径は、当然ながら減少する傾向にあるが、端部マウント１８により、端部マウント１８上でコイル径が同じままであることが強制される。これにより、外側スプリング１６が端部マウント１８の周囲で圧縮され、滑りを生じることなく、しっかりと固定される。また特筆すべきは、実施形態によっては、外側スプリングが端部マウント１８において載置される溝２８は、外側スプリング１６の自然のピッチよりもさらに間隔が離れ得る。これにより、外側スプリング１６がその自由長に跳ね返ろうとする際に、端部マウント１８の溝２８に対して関連張力が生じる。好ましい実施形態では、スプリングの端部は、より厳密に溝２８のピッチと一致するように、より大きなピッチで製造される。このようなスプリングは、マウントへの固定がより簡単である。しかしながら、上記のように、張力をかける際のスプリングのより堅固なグリップによって、滑りが依然回避される。
【００２３】
これらの端部マウント１８がこの実施形態に与える別の利点は、一方のスプリングが故障した場合に、端部マウント１４，１８が他方のスプリングを同じ配置に維持する点である。先行技術の場合には、一方のスプリングが故障すると、フック８，１０が移動する。このような移動は、特に、狭い空間的領域を有する場合、またはスパークが問題となり得る燃料タンクまたは他の可燃物付近にスプリングがある場合に、問題となり得る。さらに、従来のファスナーが除去されるので、故障がさらに減少する。故障する部品がより少ない。曲げ応力が最小限に抑えられ、ねじり応力が端部マウント領域において複数のコイルにわたって広がる。
【００２４】
次に、より詳細に図５に見られるような端部マウント１８に関しては、鍵穴２４が作成されている。この鍵穴２４は、端部マウント１８が外側スプリングに取り付けられた端部固定具２０および２１に嵌り得るように、端部マウント１８の壁２６を通って延在する。鍵穴２４は、端部マウントの壁２６上に示されるような形状を有する。穴の形状は、以下に説明するように、内側スプリングマウントまたは他の止め具に十分係合できるほど小さい一方で、固定具の一方の端部に嵌るクリアランスを提供するように構成される。端部マウントの壁２６は、好ましくは、図２に示すように、端部マウント１８を適所に維持するようにスナップリング２２が上に載置される平面である。
【００２５】
端部マウント１８は、好ましくは、内側端部マウント１４および内側スプリング１２を入れ子にできるような空所も有する。端部マウント１８における壁２６の内表面３６は、内側端部マウント１４上、またはフランジが用いられる場合にはフランジ１５上に載置される。フランジと交互に、ワッシャ等の別個の止め具を用いてもよい。鍵穴２４の形状は、固定具に固有のものでもよく、あるいは、円等の一定形状（図５ａのような）でもよい。鍵穴２４は、端部マウント１８上へのスプリング１６の巻き付けが可能となるように、外側スプリング１６に取り付けられた端部固定具２０および２１に端部マウント１８を嵌めるように作成される。外側スプリング１６に取り付けられた固定具２０および２１は、望まれる用途の必要性に応じて、形状、大きさ、および長さが異なっていてよい。
【００２６】
図５にも記載するように、端部マウント１８は、外側スプリング１６が上に巻き付けられる溝２８へとその後変化するテーパー３２を有する。前述のように、これらの溝２８は、外側スプリング１６の自然の静止ピッチよりもさらに間隔が離れ得る。溝２８は、一定に間隔を空け、一定直径を有する。スプリングがマウント上に巻き付けられると、それに反抗する力がスプリング径を大きくする傾向がある。従って、一旦取り付けられると、使用時の引張力により、スプリングのしっかりとした取り付けが維持される傾向がある。
【００２７】
端部マウント１８の円筒形状の側壁３０は、壁の外側部分において溝によって導入される変動をもちろん除き、好ましくは、その長さに沿って、直径が概ね一定である。内部穴３４は、内側端部マウント１４およびショルダー１５または１７（図３に見られるような）に嵌ることの可能な一定直径を有する。しかしながら、内部穴３４の直径は、好ましくは、内側端部マウント１４およびショルダー１５または１７の周囲で、それがあちこちに滑動して適所から外れない程度に狭い。内部穴表面３６は、好ましくは、平坦で、端部マウント１８の側壁３０に対して垂直である。これにより、端部マウント１８を、ショルダー１５または内側端部マウント１４上にしっかりと載置させることが可能となる。
【００２８】
図２に示されるように、外側スプリング端部マウント１８は、内側スプリング端部マウント１４上に載置される。内側スプリング端部マウント１４は、外側スプリング１６を適所に保持するという目的に適い、外側スプリング端部マウント１８が固定される壁１９を提供する、壁１９を備えた機械加工されたショルダー１７またはフランジ１５を有する。アセンブリ中に２つのスプリング１２および１６を有する結果、各スプリングは、追加のスプリングを含むことによって付加された強度により、重量が軽くなり得る。スプリング１２および１６は、反対方向に螺旋状に巻かれていることに留意されたい。このため、２つのテンションスプリング１２および１６が存在するという事実を加味すると、大きな強度が装置に付加される。
【００２９】
張力がスプリング１２，１６に加えられると、それらは、反対方向に巻かれているので、反対方向に引っ張り合う。ちなみに、２つのスプリング１２，１６の使用において、より大きな安全性要因が加えられることが理解されるであろう。図３に示されるように、装置は、１つのスプリングのみの使用で機能できる。固定具２０および２１は、この状態でしっかりと接続されており、この実施形態は、依然機能しうる。また、図４に示すように、外側スプリング１６は、内側スプリング１２が故障した場合でも依然機能しうる。一方のスプリングが故障した場合でも、他方のスプリングが依然存在し、他方がなくても機能することができる。この付加された安全性に対する方策は、この装置が、高応力および多方向の振動および／または高速動作を伴う用途において頻繁に使用されるので、特に重要である。
【００３０】
上記のように、本発明の好ましい実施形態を図示および説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更を行うことが可能である。例えば、より一層高い安全性に対する方策のために、安全棒を加えてもよい。従って、万一、両方のスプリング１２および１６が故障した場合には、この棒が、固定具同士を保持するであろう。この棒は、鍵穴を用いて、棒から固定具内へと取り付けられ得る。
【００３１】
外側端部マウント１８を固定する用途に用いられる別の例には、フランジの使用がある。これらのフランジは、内側端部マウントのショルダーの代わりとなり得る。フランジは、用途に応じて、固定具２０および２１または固定具２０および２１のアーム上に直接機械加工されてもよい。これらのフランジは、その後、外側端部マウント１８を適所に維持する。
【００３２】
また、固定具２０および２１に応じて、異なる大きさの外側端部マウント１８および鍵穴を用いてもよい。スプリング１２および１６に関連して、装置の強度要求および機能に応じて、異なる大きさおよび材料を用いてもよい。自由長、ピッチ、直径、コイル径、およびコイル数は、全て変更しうる。同様に、外側端部マウント１８の直径は、外側スプリング１６のコイル径および取り付けられた固定具２０および２１の大きさに応じて変化しうる。
【００３３】
あるいは、デュアルスプリングシステムは、３つ以上のスプリング、例えば、４つまたは５つのスプリングであってもよい。これらは、必ずしも入れ子にされる必要はない。これらは、互いに隣接して固定していてもよいが、これによって、空間的領域が必ずしも減少するわけではない。従って、本発明の範囲は、好ましい実施形態の開示によって限定されることはない。代わりに、本発明は、以下に続く請求の範囲を専ら参照することによって、決定されるべきである。
独占的財産権または特権が請求される本発明の実施形態は、以下のように定義される。
【図１】
2013520634.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013520634.tif 000005
【図４】
2013520634.tif 000006
【図５ａ】
2013520634.tif 000007
【図５ｂ】
2013520634.tif 000008
【図５ｃ】
2013520634.tif 000009
【図６】
2013520634.tif 000010
【国際調査報告】
2013520634.tif 000011
2013520634.tif 000012
2013520634.tif 000013