(57)【要約】  ヒンジ、とりわけ航空機のドアのヒンジは、空気力学的性能に劣る。本発明のある実施形態によると、航空機のヒンジ用被覆装置には、可撓性被覆部（４）が設けられ、これは、例えば、ヒンジが閉じた状態ではヒンジの外輪郭を覆って延伸される。好ましくは、このことによって、第１ヒンジ部（１）と第２ヒンジ部（２）との間の開口部を覆うことが可能となり、空気力学的性能の向上が実現される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のヒンジ用の被覆装置であって、
前記ヒンジは、外輪郭と、第１ヒンジ部（１）と、第２ヒンジ部（２）と、を有し、該第１ヒンジ部（１）は該第２ヒンジ部（２）に対して第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、
前記被覆装置は、可撓性被覆部（４）を備え、
前記可撓性被覆部（４）は第１の領域及び第２の領域を有しており、
前記第１の領域が前記第１ヒンジ部（１）に装着可能であり、
前記第２の領域が前記第２ヒンジ部（２）に装着可能であり、
未延伸状態での前記可撓性被覆部（４）が、前記第１の領域と前記第２の領域との間に第１の寸法を有し、
前記ヒンジの前記第１の位置において、前記第１の領域が前記第１ヒンジ部（１）に装着されるとともに前記第２の領域が前記第２ヒンジ部（２）に装着される場合に、前記第１の領域と前記第２の領域との間の第２の寸法が前記第１の寸法よりも大きく、これによって前記可撓性被覆部が前記ヒンジの外輪郭の封止領域を覆って延伸可能とされる、航空機のヒンジ用の被覆装置。
【請求項２】
前記可撓性被覆部（４）がシートである、請求項１に記載の被覆装置。
【請求項３】
前記可撓性被覆部（４）がエラストマー材料から作成された、請求項１又は２に記載の被覆装置。
【請求項４】
前記可撓性被覆部（４）の前記第１の領域又は前記第２の領域は、第１輪郭部（２０）、すなわち前記第１ヒンジ部（１）又は前記第２ヒンジ部（２）上でこれに対応する第２輪郭部（２２）と係合する第１輪郭部（２０）を有し、
前記第１輪郭部（２０）は、前記第２輪郭部（２２）とともに僅かな牽引力を少なくとも支えるように構成され、該牽引力は、前記ヒンジが前記第１の位置にある場合に、前記可撓性被覆部（４）の延伸によって生じる、請求項１から３のいずれか一項に記載の被覆装置。
【請求項５】
前記第１の領域又は前記第２の領域は肥厚部（２０）を備え、
前記肥厚部（２０）は、前記可撓性被覆部（４）を前記第１ヒンジ部（１）又は第２ヒンジ部（２）上に保持するために、前記肥厚部（２０）に対応して前記第１ヒンジ部又は第２ヒンジ部上に形成された狭窄部（２２）と係合するように形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の被覆装置。
【請求項６】
前記第１ヒンジ部（１）又は第２ヒンジ部（２）は、前記可撓性被覆部から離れる方向において突出部（８、１０）を備え、
前記被覆装置は１つ以上の固定用ストラップ（３８）を備えており、
前記固定用ストラップ（３８）は、前記可撓性被覆部（４）を前記第１ヒンジ部（１）又は第２ヒンジ部（２）上の前記突出部に取り付けるために形成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の被覆装置。
【請求項７】
航空機のドア用のヒンジであって、該ヒンジが外輪郭を有しており、
前記ヒンジは、
第１ヒンジ部（１）と、
第２ヒンジ部（２）と、を備え、
前記第１ヒンジ部（１）が前記第２ヒンジ部（２）に対して第１の位置と第２の位置との間で移動可能とされ、
可撓性被覆部（４）を備え、
前記可撓性被覆部（４）が第１の領域及び第２の領域を有しており、
前記第１の領域は前記第１ヒンジ部（１）に取り付けられ、
前記第２の領域は前記第２ヒンジ部（２）に取り付けられ、
未延伸状態での前記可撓性被覆部が、前記第１の領域と第２の領域との間に第１の寸法を有し、
前記ヒンジの前記第１の位置において、前記第１の領域と前記第２の領域との間の第２の寸法が前記第１の寸法よりも大きくされ、これによって前記可撓性被覆部が前記ヒンジの前記外輪郭における第３の領域を覆って延伸し得る、航空機のドア用のヒンジ。
【請求項８】
前記可撓性被覆部（４）の前記第１の領域又は前記第２の領域は、第１輪郭部（２０）、すなわち前記第１ヒンジ部（１）又は前記第２ヒンジ部（２）上でこれに対応する第２輪郭部（２２）と係合する第１輪郭部（２０）を有し、
前記第１輪郭部（２０）は、前記第２輪郭部（２２）とともに僅かな牽引力を少なくとも支えるように構成され、該牽引力は、前記ヒンジが前記第１の位置にある場合に、前記可撓性被覆部（４）の延伸によって生じる、請求項７に記載のヒンジ。
【請求項９】
前記第１の領域又は前記第２の領域は肥厚部（２０）を備え、
前記肥厚部（２０）は、前記可撓性被覆部（４）を前記第１ヒンジ部（１）又は第２ヒンジ部（２）上に保持するために、前記第１ヒンジ部（１）又は前記第２ヒンジ部（２）上に形成された対応する狭窄部（２２）と係合するように形成される、請求項７又は８に記載のヒンジ。
【請求項１０】
前記第１ヒンジ部（１）又は第２ヒンジ部（２）は、前記可撓性被覆部（４）から離れる方向において突出部（８、１０）を備え、
１つ以上の固定用ストラップ（３８）が設けられており、
前記固定用ストラップ（３８）は、前記可撓性被覆部（４）を前記第１ヒンジ部（１）又は第２ヒンジ部（２）上の前記突出部に取り付けるために形成される、請求項７から９のいずれか一項に記載のヒンジ。
【請求項１１】
前記可撓性被覆部がシートである、請求項７から１０のいずれか一項に記載のヒンジ。
【請求項１２】
前記可撓性被覆部（４）がエラストマー材料で作成された、請求項７から１１のいずれか一項に記載のヒンジ。
【請求項１３】
前記ヒンジが航空機のドアの一部である、請求項７から１２のいずれか一項に記載のヒンジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年７月１９日に出願された米国特許仮出願番号第６０／５８９，２８４号及び２００４年７月１９日に出願された独国特許出願番号第１０２００４０３４９０３．７号の出願日の利益を主張するものであり、これらの開示内容は参照によって本願に援用される。
【０００２】
本発明は、例えば、航空機のドアのヒンジのような、ヒンジ用の被覆部に関する。特に、本発明は、航空機のヒンジ用被覆装置及び航空機ドアのヒンジ用被覆装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
航空機の構造では、航空機の外部領域において本体部やドアに当たる雨水からヒンジを保護するために、アルミニウムプロファイル（成形物）が、ドアのヒンジに対して平行な両側にリベットで固定される。このアルミニウムプロファイルはヒンジ上の雨水を排除するものである。特に、このような装置は貨物輸送機の貨物口に用いられる。
【０００４】
不利な形態では、外部にリベット固定されたアルミニウムプロファイルが空気抵抗を生み出し、これは航空機での使用において、余分な燃料消費をもたらし、よって飛行重量の増加につながる。
【０００５】
また、航空機の構造において、航空機内のヒンジの下方にフィルムを使用することが知られているが、このフィルムはドア及び本体部に貼り付けられ、浸入する雨水をドア上で横方向に導くものである。
【０００６】
不利な形態において、この解決方法では、航空機本体のドアとシェル（外郭）との間のギャップによって、乱流を発生させることがあり、このことは同様に航空機の燃料消費にとって不利であって、航空機の飛行重量に影響を及ぼす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、空気力学的に改良されたヒンジ要素を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある実施形態によれば、請求項１に規定されるように、ヒンジが外輪郭と第１ヒンジ部と第２ヒンジ部とを有する航空機のヒンジ用の被覆装置が提供される。この第１ヒンジ部は、第２ヒンジ部に対して、第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。被覆装置は可撓性被覆部を備え、該被覆部は第１の領域及び第２の領域を有する。そして第１の領域は第１ヒンジ部に装着可能とされ、また第２の領域は第２ヒンジ部に装着可能とされる。未延伸状態において、可撓性被覆部は、第１の領域と第２の領域との間に第１の寸法を有する。第１の領域が第１ヒンジ部に装着され、第２の領域が第２ヒンジ部に装着されており、かつ前記ヒンジが第１の位置、例えば、航空機での使用において航空機ドアが閉じられた閉鎖状態にある場合に、第１の領域と第２の領域との間の第２の寸法は前記第１の寸法よりも大きく、この場合、可撓性被覆部は、例えば、ヒンジが閉じる際に、ヒンジの外輪郭領域を覆って延伸される。
【０００９】
有利な形態において、可撓性被覆部がヒンジ又はヒンジハウジングにしっかりと置かれることになるが、これは、ヒンジを閉じる際に、可撓性被覆部がヒンジや、例えばヒンジ軸のケーシングの外輪郭を覆って延伸するからである。好ましくは、このように、可撓性被覆部について、外力の影響による非常に僅かな変形に晒されるのみとされ、これは、可撓性被覆部が、ヒンジの外輪郭を覆ってしっかりと置かれるようにするためである。
【００１０】
有利な形態において、開口部（つまり、ヒンジ軸を介した第１ヒンジ部と第２ヒンジ部との接続により、両ヒンジ部の間に設けられる開口部）は、可撓性被覆部によって外側から封じられ、これによって外部の影響から保護される。
【００１１】
前述のように、既知のヒンジは、乱流に起因する空気力学的な抵抗を有し、これは、ヒンジの歯付け（ｔｏｏｔｈｉｎｇ）における外部開口、又は航空機本体のドアとシェルとの間のギャップ上で発達する。本発明の可撓性被覆部を用いることで、このような開口は閉じられるか被覆され、これにより空気力学的性能が向上し、その結果として燃料消費及び重量が削減される。また、好ましくは、（航空機ドアの被覆装置の使用上で）航空機ドアの開閉の両状態において、雨水が浸入できなくなる。このように、有利な形態において、雨水を防ぐためにアルミニウムプロファイルを設けることは旧式であり、よって重量と費用を節減できる。
【００１２】
また、被覆装置によって、好ましくは、ヒンジを外部の影響から保護することができ、それにより特定の状況下では保守費用を削減することができる。さらに、本実施形態の被覆装置によれば、非常に簡単な設計及び簡単な構成が可能となるが、これは、追加の閉鎖機構を必要としないためである。被覆部の機能については、ヒンジの閉鎖角度だけで得ることができる。
【００１３】
本発明の好ましい例示的な実施形態によれば、請求項２に規定されるように、可撓性被覆部がシートである。これにより、簡単でコスト効率の良好な被覆装置の実現が可能となる。
【００１４】
本発明のさらに好ましい例示的な実施形態によれば、可撓性被覆部がエラストマー材料である。有利な形態では、コスト効率が高く、簡単で耐久性のある具現化が可能である。
【００１５】
本発明のさらに好ましい例示的な実施形態によれば、前記可撓性被覆部は、例えば、端部領域において輪郭部を有し、これは対応するヒンジ部上で該当する輪郭部と係合するための輪郭部とされる。このように、被覆装置をヒンジ部上で簡易に取り付けることが保証される。
【００１６】
本発明の被覆装置のさらに好ましい例示的な実施形態によれば、請求項５に規定されるように、可撓性被覆部が肥厚部を有し、該肥厚部は、可撓性被覆部がヒンジ部に保持されるように、ヒンジ部の対応する狭窄部へとガイドされる。
【００１７】
本発明のさらに好ましい例示的な実施形態によれば、請求項６に規定されるように、可撓性被覆部が少なくとも１つの固定用ストラップを備え、これは可撓性被覆部をヒンジ部に取り付けるために形成される。有利な形態では、これにより可撓性被覆部を確実に取り付けることができる。とりわけ、可撓性被覆部を、ヒンジ軸の一方の側、つまり、可撓性被覆部が配置される、ヒンジ軸の他方側とは反対側に付着させることが可能となる。
【００１８】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、請求項７に規定されるように、航空機のドア用のヒンジが提供され、該ヒンジが可撓性被覆部を有しており、この可撓性被覆部は、ヒンジの状態、例えば、ヒンジが閉じている場合に、ヒンジの外輪郭を覆って延伸される。
【００１９】
有利な形態では、航空機のドア用のヒンジが提供され、これによって空気力学的性能の向上及び航空機の軽量化が可能になる。
【００２０】
本発明のヒンジのさらに好ましい実施形態については、請求項８乃至１２に規定される。
【００２１】
本発明のさらに好ましい例示的な実施形態によれば、請求項１３に規定されるように、前記ヒンジが、航空機のドア、例えば、貨物輸送機の貨物口の一部である。しかしながら、本発明のヒンジを、航空機のハッチや機窓に設けてもよいことに注意を要する。また、本発明のヒンジを、例えば、自動車業界で用いることも可能である。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して以下に記載する。
【００２３】
以下の図１乃至図１２の説明において、同一又は対応する要素については同一の参照符号で示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の例示的な実施形態による被覆装置とともに、本発明にかかるヒンジの実施形態を開いた状態で示す断面図である。
【００２５】
図１の参照符号１は、第１ヒンジ部を示しており、この第１ヒンジ部はヒンジ軸３を用いて第２ヒンジ部２に接続されており、第１ヒンジ部１及び第２ヒンジ部２の両方又はその一方だけがヒンジ軸３を中心として回動するようになっている。いずれの場合においても、第１ヒンジ部１及び第２ヒンジ部２のうち、少なくとも１つがヒンジ軸３を中心に回転することができ、ヒンジが図１に示す開いた状態と図２に示す閉じた状態との間で移動できるようになっている。
【００２６】
参照符号４は可撓性をもった被覆部（カバー）を示す。この可撓性被覆部４は、例えば、プラスチックフィルムやエラストマー材料から作成することができ、ある領域において肥厚部２０を有する。可撓性被覆部４は、別の領域において、同様に肥厚部２０を有する。この肥厚部２０は、第１ヒンジ部１及び第２ヒンジ部２において対応する受け部２２に配置される。
【００２７】
図１に示すように、開いた状態のヒンジはギャップ６を有しており、これには、可撓性被覆部４がないものとした場合に、例えば、雨水が浸入し得ることになる。図１の参照符号１２及び１４は、ヒンジの第１及び第２プロファイルを示す。また、参照符号８は第１ヒンジ部１の第１突出部を示し、参照符号１０は第２ヒンジ部２の第２突出部を示す。図１に示すように、ヒンジ部１、２は略Ｌ字型の形状を有しており、Ｌ字の角部はヒンジ軸３を受け入れる領域として設けられる。
【００２８】
同様に図１から分かるように、ヒンジが開いた状態にある場合に、延伸されていない状態の可撓性被覆部４は、そのサイズが、２つの受け部２２の隔たりよりも大きい。従って、図１から分かるように、被覆部は外向きにアーチ状に曲がっている。しかしながら、ギャップ６は、可撓性被覆部４により覆われたままであるため、例えば、雨水がギャップ６に浸入しないように防ぐことができる。好ましくは、可撓性被覆部４は、外側を向いたヒンジの側面に設けられる。例えば、ヒンジが航空機のドア上に配置される場合に、可撓性被覆部４は、航空機本体の外側に配置される。
【００２９】
図２は、図１のヒンジを閉じた状態で示す断面図である。図２に示すとおり、閉じた状態では、可撓性被覆部４がヒンジの領域の外輪郭を覆って延伸している。これに関して注意すべきは、この外輪郭がヒンジの外輪郭全体に関するものではなく、ヒンジの外輪郭の一部分又は一領域に関与することである。特に、図２は、ヒンジの領域、つまり、その内部にヒンジ軸３が設けられる領域が、可撓性被覆部４によって覆われることを示している。詳細には、第１ヒンジ部と第２ヒンジ部との間のギャップ６が覆われる。
【００３０】
有利な形態において、閉じた状態におけるヒンジの外形に亘る、受け部２２同士の間の経路の寸法が、延伸されていない状態における可撓性被覆部４についての対応する全長よりも大きい。このようにして、可撓性被覆部４は、ヒンジハウジングの外輪郭を覆って延伸され、かつヒンジハウジング上にしっかりと位置されることになる。有利な形態において、可撓性被覆部４はヒンジを保護し、特にヒンジの可動部を外部の影響から保護し、これにより、ヒンジの保守費用を削減することができる。また、図２に示すように、閉じたヒンジの外表面を得ることができ、これによって、ヒンジの空気力学性能が向上する。
【００３１】
図１と図２との比較により、本発明による被覆装置、つまり、特に可撓性被覆部４の機能的な方法が簡単なやり方で提供される。ヒンジが開いた状態にある場合（図１）、可撓性被覆部４の柔軟性によって、可撓性被覆部はアーチ状に曲がることができる。ヒンジが閉じている場合、可撓性被覆部４はヒンジの外輪郭領域を覆って延伸されて、これによりギャップ６を閉じることができ、ギャップ６上に存在し得る乱流が生じないという点において、ヒンジの空気力学性能が向上する。
【００３２】
図３には、閉じた状態でのヒンジの実施形態を３次元的に示す。図３に示すように、プロファイル１２及び１４の主軸は略平行である。可撓性被覆部は、僅かな膨らみをもっており、プロファイル１２と１４との間にある。但し、プロファイル１２とプロファイル１４との間には、滑らかな移行が存在し、これは、ほんの僅かな抵抗でもって気流に対抗し、僅かな乱流しか生じさせない。
【００３３】
図４には、本発明の実施形態によるヒンジ部の平面図を示す。特に、図４は、ピアノヒンジ（連続蝶番）のような本実施形態のヒンジを用いる際に、各ストラップヒンジがヒンジ軸に沿って、歯部を互い違いに有することを示している。第１ヒンジの半分が、図４に示すように、これに対応する第２ヒンジの半分に組み合わされる場合に、歯部同士が互いに係合する。
【００３４】
図５乃至図１２を参照して説明する、本発明の好ましい例示的な実施形態は各々、図４の平面図と同様の構造を有する。図７、図１０、図１２において、各々の対応するヒンジ部を断面図で示しており、このヒンジ部は、図４に示すように、断面境界線ＡＡ’に沿った、対応する切断部に相当する。
【００３５】
図５には、本発明によるヒンジについて、別の例示的な実施形態の断面図を示す。図５の参照符号２４は、航空機構造体を示す。図５の参照符号２６は、ドアの構造体、例えば、航空機のドアを示しており、参照符号２８は、一例として、航空機のシェルを示す。よって、図５に示すように、ヒンジは、航空機のドアとシェルとの間に配置されて、航空機構造体２４、例えば、航空機本体内の補強された構造体に接続することができる。
【００３６】
図６には、図５のヒンジを３次元的に示す。図６から分かるように、可撓性被覆部４は、ヒンジ軸３に対して略平行に延びている。ヒンジ部１及び２は各々に肥厚部を有しており、該肥厚部には、可撓性被覆部の肥厚部２０のための受け部２２が配置されている。これらの受け部２２は、ほぼ円形状の断面とされ、受け部２２の直径に比して小さな穴を有する。そして、肥厚部２０は受け部２２に係合される。これにより、可撓性被覆部４を、第１及び第２ヒンジ部上で簡単かつ確実に保持することができる。
【００３７】
図７には、図５に示す実施形態の第２ヒンジ部２についての断面図を示す。図７から分かるように、第２ヒンジ部２は略Ｌ字型の形状をもち、このＬ字の角部には、ヒンジ軸３の受け入れ部が設けられる。そして、Ｌ字の短い方の脚部は突出部１０により形成され、Ｌ字の長い方の脚部はプロファイル１４によって形成され、該プロファイル１４については、図７に示すように、階段状に減少する厚みをもつことができる。
【００３８】
図８には、本発明によるヒンジについて、好ましい別の例示的な実施形態の断面図を示す。図８から分かるように、可撓性被覆部４は、２つの固定用ストラップを用いて、各々のヒンジ部１及び２の歯部のギャップに装着される。固定用ストラップ３８は、例えば、可撓性被覆部４に融合させてもよい。いずれの場合も、固定用ストラップ３８は、可撓性被覆部４の側部領域に付設される。例えば、固定用ストラップ３８の端部については、これを肥厚部として設計してもよく、該肥厚部は可撓性被覆部４において対応する受け部に配置される。固定用ストラップのもう一方の端部は各々、対応するギャップ６を通って、これに対応する第１突出部８又は第２突出部１０へと延びている。
【００３９】
突出部８及び１０には各々、対応するネジ部３６が設けられている。こうして、対応する固定用ベルト３８は、これに対応する突出部８、１０に、ネジを用いて留めることができる。
【００４０】
有利な形態では、肩部４４が第１及び第２ヒンジ部上に形成され、これにより、対応して形成される、可撓性被覆部の側部領域が適切な位置に各々保持される。有利な形態では、このような可撓性被覆部の付設によって、裏側からの保持が可能となる。このことは、ヒンジ軸３の一方の側に配置される可撓性被覆部４が、ヒンジ軸３の反対側で固定用ベルト３８を用いて突出部８及び１０に取り付けられることを意味する。好ましくは、例えば、内部から取り付けを行うことができる。
【００４１】
図９には、図８のヒンジを３次元的に示す。ここでは、固定用ストラップ３８がネジを用いて孔３４のネジ部３６にねじ留めされる。
【００４２】
図１０には、図８のヒンジの第２ヒンジ部２を断面図で示す。
【００４３】
図１１には、本発明によるヒンジについて、別の例示的な実施形態を断面図で示す。図１１の例示的な実施形態において、第１ヒンジ部１及び第２ヒンジ部２はネジ付の孔を有する。これらの孔を参照符号４２で示す。被覆部４は、ネジ４４によってヒンジの両側にある対応するヒンジ部にねじ留めされる。
【００４４】
図１２には、図１１の第１ヒンジ部の断面図を示す。図１１及び図１２に示す本発明の例示的な実施形態により、その後において可撓性被覆部を簡単に取り付けられるようになる。実際上、ネジのためにギャップで生じる乱流は小さく、特に図１乃至図１０に示す実施形態と比較した場合に、空気力学的な機能低下は僅かである。
【００４５】
尚、「備える」という語は、その他の構成要素やステップを排除するものではなく、１つを意味する不定冠詞が複数を排除するものではないことを述べておく。また、注意すべきは、上記の例示的な実施形態の１つを参照して説明した特徴やステップが、上述したその他の例示的な実施形態の特徴やステップと組み合わせて使用できることである。請求項における参照符号は、限定を意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるヒンジの一例を、開いた状態で示す断面図である。
【図２】図１のヒンジを、閉じた状態で示す断面図である。
【図３】本発明によるヒンジについての、別の実施形態を３次元的に示す図である。
【図４】本発明の実施形態による、ヒンジ部を３次元的に示す図である。
【図５】本発明によるヒンジについて、別の実施形態を閉じた状態で示す断面図である。
【図６】図５のヒンジを３次元的に示す図である。
【図７】図５のヒンジのヒンジ部について、実施形態を示す平面図である。
【図８】本発明によるヒンジについて、別の実施形態を閉じた状態で示す断面図である。
【図９】図８のヒンジを３次元的に示す図である。
【図１０】図８のヒンジの側部について実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明によるヒンジについて別の実施形態を閉じた状態で示す断面図である。
【図１２】図１１のヒンジのヒンジ部について実施形態を示す平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図１２】
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【国際調査報告】
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2008506590.tif 000016