(57)【要約】  １つの好ましい実施例では、第１の壁および第２の壁を有するボディを含む構造を提供する。少なくとも１つの付加構成要素は、ボディの端部から延在し、第１の外板および第２の外板を含む。この構造はさらに、ボディの第１の壁および付加構成要素の第２の外板に形成された空洞内に位置決めされる少なくとも１つのアクチュエータを含む。アクチュエータは、活性化されると収縮するように適合されて、付加構成要素の第１の外板を第１の位置から第２の位置に移動させる少なくとも１つの形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤを含む。
2008519937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造であって、
第１の壁および第２の壁を含むボディと、
前記ボディの端部から延在する少なくとも１つの付加構成要素とを備え、前記付加構成要素は第１の外板および第２の外板を含み、前記構造はさらに、
前記第１の壁および前記第２の壁に形成された空洞内に位置決めされる少なくとも１つのアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、活性化されると収縮するように適合されて、前記付加構成要素の前記第１の外板を第１の位置から第２の位置に移動させる少なくとも１つの形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤを備える、構造。
【請求項２】
前記付加構成要素の第１の外板の近位端は前記第１の壁の端縁部分に結合され、前記付加構成要素の第２の外板の近位端は前記第２の壁の端縁部分に結合され、前記第１の外板の遠位端は前記第２の外板の遠位端としっかりと接触している、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記第１の壁と前記第２の壁との間にかつ前記空洞内に、前記第１の壁の内側に結合される固定された牽引ブラケットをさらに備える、請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記第１の壁と前記第２の壁との間にかつ前記空洞内に位置する自由な牽引ブラケットをさらに備え、前記自由な牽引ブラケットは前記空洞内で可動であるように適合される、請求項３に記載の構造。
【請求項５】
前記アクチュエータは、制御アームの第１の端部において前記自由な牽引ブラケットに接続され、制御アームの第２の端部において配備カムリンク機構に接続される制御アームをさらに備える、請求項４に記載の構造。
【請求項６】
前記ＳＭＡワイヤは、ＳＭＡワイヤの第１の端部において、前記固定された牽引ブラケットに結合され、ＳＭＡワイヤの第２の端部において、前記自由な牽引ブラケットに結合されるため、前記ＳＭＡワイヤが収縮すると、前記自由な牽引ブラケットおよび制御アームは前記固定された牽引ブラケットの方に引張られ、それによって、前記配備カムリンク機構のてこ板が強制的に前記付加構成要素の第１の外板の遠位端を前記付加構成要素の第２の外板の遠位端から分離させるようにし、付加構成要素の第１の外板を第１の位置から第２の位置に移動させる、請求項５に記載の構造。
【請求項７】
前記ＳＭＡワイヤは、前記ＳＭＡワイヤを前記固定された牽引ブラケットおよび前記自由な牽引ブラケットに結合するために、第１および第２の端部において前記ＳＭＡワイヤに接続されるスエージ加工された取付具を備える、請求項６に記載の構造。
【請求項８】
前記ＳＭＡワイヤは、前記ボディの第１の壁および前記付加構成要素の第１の外板に隣接して流れる空気の温度の増大によって活性化される、請求項１に記載の構造。
【請求項９】
前記ＳＭＡワイヤは、前記空気のフローの温度の減少によって不活性化される、請求項８に記載の構造。
【請求項１０】
前記ＳＭＡワイヤは、電流が前記ＳＭＡワイヤを通って流れるように前記ＳＭＡワイヤを電流源に接続することによって活性化される、請求項１に記載の構造。
【請求項１１】
前記ＳＭＡワイヤは、前記電流がもはや前記ＳＭＡワイヤを通って流れないように前記ＳＭＡワイヤを前記電流源から切離すことによって不活性化される、請求項１０に記載の
構造。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、活性化されると前記電流がすべての前記ＳＭＡワイヤを通って流れるようにジャンパによって電気的に接続される複数のＳＭＡワイヤを備える、請求項１０に記載の構造。
【請求項１３】
前記付加構成要素の第１の外板は、前記ＳＭＡワイヤが不活性化されると前記付加構成要素の第１の外板を前記第１の位置に戻すための付勢機器の役割を果たす、請求項１に記載の構造。
【請求項１４】
前記ボディはジェットエンジンナセルを備える、請求項１に記載の構造。
【請求項１５】
前記付加構成要素は、前記ナセルからの排気を前記ナセルに隣接して流れる周囲の空気と混ぜ合わせるように適合される排気混合タブを備える、請求項１４に記載の構造。
【請求項１６】
ジェットエンジンナセルノズルの端部から延在する排気混合構造の位置を変更するための方法であって、
前記ノズルの外壁および前記排気混合構造の外側外板に形成された空洞内で少なくとも１つのアクチュエータの固定された牽引ブラケットを前記ノズルに取付けることと、
前記アクチュエータの自由な牽引ブラケットと配備カムリンク機構の上部板との間に制御アームを結合することとを備え、前記アクチュエータの前記自由な牽引ブラケットは前記空洞内で可動であり、前記方法はさらに、
前記ＳＭＡテンドンが長手方向に収縮して、前記自由な牽引ブラケットおよび前記制御アームを前記固定された牽引ブラケットの方に引張り、前記配備カムリンク機構が前記排気混合構造の内側外板を第１の位置から第２の位置に移動させるようにする、前記アクチュエータの固定された牽引ブラケットと自由な牽引ブラケットとの間に接続される少なくとも１つの形状記憶合金（ＳＭＡ）テンドンを活性化することを備える、方法。
【請求項１７】
前記アクチュエータの前記固定された牽引ブラケットを前記ノズルに取付けることは、前記ノズルの内壁と外壁との間でかつ前記空洞内で、前記固定された牽引ブラケットを前記ノズルの前記内壁の内側に結合することを備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ＳＭＡテンドンを活性化することは、前記排気混合構造の前記内側外板が、前記内側外板の遠位端部分が前記排気混合構造の外側外板の遠位端部分としっかりと接触している前記第１の位置から、前記内側外板の遠位端部分が前記外側外板の遠位端部分から分離される前記第２の位置に移動されるように前記ＳＭＡテンドンを活性化することを備える、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ＳＭＡテンドンを活性化することは、
ＳＭＡテンドンの第１の端部に接続されるスエージ加工された取付具を前記固定された牽引ブラケット内に保持することによって、前記ＳＭＡテンドンの第１の端部を前記固定された牽引ブラケットに結合することと、
ＳＭＡテンドンの第２の端部に接続されるスエージ加工された取付具を前記自由な牽引ブラケット内に保持することによって、前記ＳＭＡテンドンの第２の端部を前記自由な牽引ブラケットに結合することとを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記方法は、前記ＳＭＡテンドンを不活性化して、前記ＳＭＡテンドンを弛緩させ、前記排気混合構造の付勢構成要素が前記排気混合構造の内側外板を前記第２の位置から前記第１の位置に戻すことができるようにすることをさらに備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
ＳＭＡテンドンを活性化することは、ノズルの内壁および前記排気混合構造の内側外板に隣接して流れるナセルの排気の温度を増大させて、前記ＳＭＡテンドンを長手方向に収縮させることを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ＳＭＡテンドンを不活性化することは、前記ノズルの外壁および前記排気混合構造の外側外板に隣接して流れる周囲の空気の温度を減少させて、前記ＳＭＡテンドンを弛緩させ、前記付勢構成要素が前記排気混合構造の内側外板を前記第１の位置に戻すことができるようにすることを備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ＳＭＡテンドンを活性化することは、前記ＳＭＡテンドンを加熱するために電流が前記ＳＭＡテンドンを通って流れるように前記ＳＭＡテンドンを電流源に接続して、前記ＳＭＡテンドンを長手方向に収縮させることを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記ＳＭＡテンドンを不活性化することは、前記ＳＭＡテンドンを前記電流源から切離して、前記ＳＭＡテンドンを弛緩させ、前記付勢構成要素が前記排気混合構造の内側外板を前記第１の位置に戻すことができるようにすることを備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ＳＭＡテンドンを不活性化することは、前記排気混合構造の前記内側外板を前記付勢構成要素として利用することを備える、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
エンジンのナセルから出る排気のフローを制御可能に変更するように適合されるジェットエンジンであって、
内壁および外壁を含むボディを有するナセルノズルと、
前記ノズルボディの端部から延在する複数のフロー変更構造とを備え、各々のフロー変更構造は、
近位端において前記ノズルボディの内壁の端縁部分に固定して結合される内側外板と、
近位端において前記ノズルボディの外壁の端縁部分に固定して結合される外側外板とを備え、前記内側外板の遠位端は前記外側外板の遠位端としっかりと接触しており、前記エンジンはさらに、
前記ノズルボディの外壁および前記フロー変更構造の前記外側外板に形成された複数の空洞内に位置決めされる複数のアクチュエータを備え、各々のフロー変更構造の外側外板は前記空洞のうちの１つの第１の部分を形成し、各々のフロー変更構造の外側外板は前記それぞれの空洞内でそこに接続される少なくとも１つのアクチュエータを有し、各々のアクチュエータは、
前記ノズルボディの内壁と外壁との間にかつ前記空洞内に、前記ノズルボディの内壁の内側に結合される固定された牽引ブラケットと、
前記ノズルボディの内壁と外壁との間にかつ前記空洞内に位置する自由な牽引ブラケットとを備え、前記自由な牽引ブラケットは前記空洞内で可動であるように適合され、前記各々のアクチュエータはさらに、
制御アームの第１の端部において前記自由な牽引ブラケットに接続され、制御アームの第２の端部において前記それぞれのフロー変更構造の前記外側外板に接続される配備カムリンク機構に接続される制御アームと、
ＳＭＡケーブルの第１の端部において前記固定された牽引ブラケットに結合され、ＳＭＡケーブルの第２の端部において前記自由な牽引ブラケットに結合される複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）ケーブルとを備え、前記ＳＭＡケーブルは活性化されると各々のそれぞれのＳＭＡケーブルの長手方向の中心線に沿って一次元に収縮するように適合され、前記収縮は前記自由な牽引ブラケットおよび前記制御アームを前記固定された牽引ブラケットの方に引張り、それによって、前記配備カムリンク機構のてこ板が強制的に前記付加構造の
内側外板の前記遠位端を前記付加構造の外側外板の前記遠位端から分離させるようにし、付加構造の内側外板を第１の位置から第２の位置に移動させる、ジェットエンジン。
【請求項２７】
各々のＳＭＡケーブルは、各々のＳＭＡケーブルを前記それぞれの固定された牽引ブラケットおよび前記自由な牽引ブラケットに結合するために、スエージ加工された取付具を前記ＳＭＡケーブルの第１および第２の端部に備える、請求項２６に記載のエンジン。
【請求項２８】
各々のＳＭＡケーブルは電流源に電気的に接続され、それによって、各々のＳＭＡケーブルは、電流が前記ＳＭＡケーブルを通って流れるように前記電流源をオンにすることによって活性化される、請求項２６に記載のエンジン。
【請求項２９】
各々のフロー変更構造の前記内側外板は、前記ＳＭＡケーブルが不活性化されると前記フロー変更構造の内側外板を前記第１の位置に戻すための付勢構成要素の役割を果たすように適合される、請求項２６に記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、操作上の目的で形状または位置を変化させるように適合される構造に関する。より詳細には、この発明は、蝶番式構成要素を旋回可能に回転させるために電気式アクチュエータまたは油圧アクチュエータを使用することなく形状または位置を変更するよう構成される構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
さまざまな構造の設計の際に、嵩張る機械機器を使用することなく形状または位置を変化させることができる構造を有したいという要望が高まりつつある。たとえば、移動式プラットフォームの設計、たとえば航空機、自動車、電車および船において、移動式プラットフォームの動作中に形状または位置を変化させることができる構造を有したいという要望である。このような形状または位置の変化はしばしば、移動式プラットフォームが移動する期間全体を通じて変動する空気力学的必要性を満たすために望ましい。典型的には、このような動的な成形は、フラップ、スポイラー、補助翼、昇降舵、舵などの特定の制御構造を介して行なわれる。これらの構造は通常、蝶番で留められ、嵩張る電気式アクチュエータまたは油圧アクチュエータによって駆動される複雑な運動学的機構を利用して旋回可能に動かされる剛構造である。典型的には、このような運動学的機構およびアクチュエータは、構造の外面上にまたは構造の内部空洞内に位置する。
【０００３】
しかしながら、このような運動学的機構および運動学的機構を駆動するアクチュエータを内部にまたは外部に収容できない構造の形状または位置を動的に変更することがしばしば望ましい。たとえば、現在のジェット機では、ジェットエンジンによって発生するノイズの抑制を助けるために、典型的には「シェブロン」として業界で公知の構造が使用されてきた。シェブロンは従来、出ていくフローの流れの中に突出しかつ出ていくフローの流れと相互作用するようにジェットエンジンバイパスおよび／またはコアナセルの後縁に沿って配置される、固定された（すなわち、不動の）、三角形の、タブのような要素であった。ノイズを減衰させるためにシェブロンが有用であることは証明されてきたが、シェブロンは、エンジンによって発生するフローの流れと直接に相互作用するので、抗力および推力のロスも発生させる。その結果、ノイズの低減が関心事であるときにシェブロンをフローの流れの中に配備させ、次いで、抗力の低減が関心事であるときに非配備位置に戻すまたは移動させることが望ましいであろう。しかしながら、空気力学的必要性ならびにエンジンナセルおよびシェブロンに関連付けられる極端な動作条件のために、シェブロンを配備するのに必要とされるであろう運動学的機構および関連するアクチュエータは、ナセルおよびシェブロンの外面上に位置することができない。さらに、ナセル構造もシェブロン構造も、このような運動学的機構およびアクチュエータを収容するのに十分な内部空間をもたらさない。
【０００４】
したがって、複雑な運動学的機構なしにまたは嵩張るアクチュエータを使用することなく、移動式プラットフォーム制御構造などの構造の形状または位置を動的に変更するためのシステムおよび方法が必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の簡単な概要
上の制約は、この発明の好ましい実施例に従って、複雑な運動学的機構なしにまたは嵩張るアクチュエータを使用することなく構造の形状または位置を動的に変更するためのシステムおよび方法によって克服される。
【０００６】
１つの好ましい実施例では、第１の壁および第２の壁を有するボディを含む構造を提供する。少なくとも１つの付加構成要素は、ボディの端部から延在し、第１の外板および第２の外板を含む。この構造はさらに、ボディの第１の壁および付加構成要素の第２の外板に形成された空洞内に位置決めされる少なくとも１つのアクチュエータを含む。アクチュエータは、活性化されると収縮するように適合されて、付加構成要素の第１の外板を第１の位置から第２の位置に移動させる少なくとも１つの形状記憶合金（shape memory alloy）（ＳＭＡ）ワイヤを含む。
【０００７】
別の好ましい実施例では、ジェットエンジンのナセルから出るフローの流れを制御可能に変更するように適合されるジェットエンジンを提供する。エンジンは、内壁および外壁を含むボディを有するナセルノズルを含む。複数のフロー変更構造は、ノズルボディの端部から延在する。各々のフロー変更構造は、近位端においてノズルボディの内壁の端縁部分に固定して結合される内側外板と、近位端においてノズルボディの外壁の端縁部分に固定して結合される外側外板とを含む。内側外板の遠位端は、外側外板の遠位端としっかりと接触しているが、接続されてはいない。複数のアクチュエータは、ノズルボディの外壁およびフロー変更構造の外側外板に形成された複数の空洞内に位置決めされる。各々のフロー変更構造の外側外板は、空洞のうちの１つの第１の部分を形成し、それぞれの空洞内でそこに接続されるアクチュエータのうち少なくとも１つを有する。
【０００８】
各々のアクチュエータは、ノズルボディの内壁と外壁との間でかつ空洞内で、ノズルボディの内壁の内側に結合される、固定された牽引ブラケットを含む。さらに、各々のアクチュエータは、ノズルボディの内壁と外壁との間にかつ空洞内に位置する自由な牽引ブラケットを含む。自由な牽引ブラケットは空洞内で自由に立っており、可動である。さらに、各々のアクチュエータは、第１の端部において自由な牽引ブラケットに接続され、第２の端部において、それぞれのフロー変更構造の外側外板に接続される配備カムリンク機構に接続される制御アームを含む。さらに、各々のアクチュエータは、第１の端部において、固定された牽引ブラケットに結合され、第２の端部において、自由な牽引ブラケットに結合される複数の形状記憶合金（ＳＭＡ）テンドンを含む。活性化されると、ＳＭＡテンドンは各々のそれぞれのＳＭＡケーブルの長手方向の中心線に沿って一次元に収縮するように適合される。この収縮は自由な牽引ブラケットおよび制御アームを、固定された牽引ブラケットの方に引張る。これによって、配備カムリンク機構のてこ板が強制的に付加構造の内側外板の遠位端を付加構造の外側外板の遠位端から離れるようにし、付加構造の内側外板を第１の位置から第２の位置に移動させる。
【０００９】
この発明の利用可能性のさらなる分野は、以下に与えられる詳細な説明から明白になるであろう。詳細な説明および具体的な例は、この発明の好ましい実施例を示すが、単に例示の目的で意図され、この発明の範囲を限定するように意図されるものではないことを理解すべきである。さらに、この発明の特徴、機能および利点は、この発明のさまざまな実施例において独立して達成されることができ、またはさらに他の実施例において組合せられてもよい。
【００１０】
この発明は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されることになる。
対応する参照数字は、図面のいくつかの図全体を通して対応する部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
発明の詳細な説明
好ましい実施例の以下の説明は、実際は単に例示的なものであり、この発明、その用途または使用を決して限定するように意図されない。さらに、以下に記載される好ましい実施例によってもたらされる利点は実際は例示的なものであり、すべての好ましい実施例が同一の利点または同一の程度の利点をもたらすとは限らない。
【００１２】
図１は、この発明の好ましい実施例に従う、ジェットエンジンナセルとして示される例示的な構造１０を示す。構造１０ならびに関連付けられる特徴および構成要素は本明細書においてジェットエンジンナセルに関して記載されるが、この発明は形状、形態または位置を変化させるよう構成されるいずれの構造にも適用可能であり、本明細書におけるジェットエンジンナセルへの具体的な言及は単に例示的なものであることを理解すべきである。たとえば、この発明は、環境制御システムの空気フロー構造、自動車用燃料およびドライブチェーン構造、または移動式プラットフォーム用の制御構造、たとえばフラップ、スポイラー、補助翼、昇降舵および舵に適用可能であろう。
【００１３】
ナセル１０は、ジェットエンジン１４を格納し、当該技術分野においてコア排気ノズルとも称される第１のフローノズル１８を含む。第１のフローノズル１８は、エンジン１４のタービン（図示せず）からの排気フローをナセル１０の機尾端部の外に運ぶ。ナセル１０はさらに、エンジンバイパスファン（図示せず）からの排気フローをナセル１０の機尾端部から外へ向ける、当該技術分野においてバイパスファン排気ノズルとも称される第２のフローノズル２２を含む。プラグ２４はナセル１０内に配置される。好ましい実施例では、第２のフローノズル２２は、メインボディ２６と、複数の付加構造２８とを含む。付加構造２８は、メインボディ２６の周方向のリップエリア３０、すなわち端部部分から延在する。当該技術分野において「シェブロン」と通常称される付加構造２８は、排気フローを変更するために第２のフローノズル２２から出る排気フロー、すなわちバイパスファン排気フローの中に延在するように配備可能である。したがって、付加構造２８も本明細書において排気混合構造および／またはフロー変更構造と称されてもよい。排気フローを変更することによって、付加構造２８は、ナセル１０および付加構造２８に隣接して流れる周囲の空気と排気フローとの混ざり合いを作り出す。排気フローおよび周囲の空気のフローを混ぜ合わせることによって、エンジン１４によって発生するノイズが減衰される。
【００１４】
図２を参照して、ナセルの第２のフローノズルのボディ２６のリップエリア３０に取付けられた付加構造２８のうちの１つを有するナセルの第２のフローノズルのボディ２６の一部が示される。より具体的には、各々の付加構造２８は、図３および図５により明らかに示される内側外板３４と外側外板３８とを含む。好ましくは、付加構造の外側外板は、アルミニウムまたは炭素繊維などのジェットエンジンナセルの構成に好適な任意の金属材料または複合材料から構築される。第２のフローノズルのメインボディ２６は、空洞または空隙５０によって分離される内壁４２および外壁４６を含む。付加構造の内側外板３４の近位端５４は、ボディの内壁４２のリップ部分３０Ａに固定して結合される。付加構造の外側外板３８の近位端５８は、ボディの外壁４６のリップ部分３０Ｂに固定して結合される。好ましい実施例では、付加構造の内側外板３４はボディの内壁４２と一体的に形成され、付加構造の外側外板３８はボディの外壁４６と一体的に形成される。内側外板３４が非配備位置にあるときには、付加構造の内側外板３４の遠位端部分６２は、付加構造の外側外板３８の遠位端部分６６と接触しているが、連結されてはいない。
【００１５】
付加構造の外側外板３８は、外側外板３８の長手方向の中心部分に沿って位置するドーム型のアクチュエータハウジング６８の第１の部分６８Ａを含む。第２のノズルの外壁４６は、アクチュエータハウジング６８の第１の部分６８Ａと噛み合いかつそこに連結されるドーム型のアクチュエータハウジング６８の第２の部分６８Ｂを含む。したがって、アクチュエータハウジング６８は、図１に示されるナセル１０の中心線と実質的に平行なボディの外壁４６および付加構造の外側外板３８に沿って延在する。以下で詳細に説明する
ように、ドーム型のアクチュエータハウジング６８は、図３〜図５に示される少なくとも１つのアクチュエータ７２を格納するための空洞７０をもたらす。
【００１６】
ここで図３および図４を参照して、アクチュエータ７２が、空隙５０および空洞７０内に位置し、第２のフローノズル２２のメインボディ２６に取付けられる。各々の付加構造２８は、そこに関連付けられる少なくとも１つのアクチュエータ７２を有する。より具体的には、各々のアクチュエータ７２は、メインボディの内壁４２の内側、すなわち空隙５０に隣接しかつ空隙５０に面する側に付着された、固定された牽引ブラケット７４を含む。固定された牽引ブラケットは、任意の好適な留め手段、たとえばリベットを使用して、溶接によって、または他の好適な固定手段によって、内壁４２の内側に固定して取付けられることができる。各々のアクチュエータ７２はさらに、内壁４２の内側に付着されないが、むしろ空隙５０および空洞７０内で「自由に浮動している」自由な牽引ブラケット７８を含む。すなわち、自由な牽引ブラケット７８は、以下で説明するように、アクチュエータ７２が活性化されると、自由な牽引ブラケット７８が固定された牽引ブラケット７４の方におよび／または固定された牽引ブラケット７４から離れるように空隙５０および空洞７０内で自由に移動するように空隙５０および空洞７０内に可動に位置決めされる。
【００１７】
各々のアクチュエータ７２は、固定された牽引ブラケット７４および自由な牽引ブラケット７８に接続され、固定された牽引ブラケット７４と自由な牽引ブラケット７８との間に延在する少なくとも１つの形状記憶合金（ＳＭＡ）テンドン８４を含む。好ましい実施例では、各々のアクチュエータは複数のＳＭＡテンドン８４を含む。以下で詳細に説明するように、付加構造２８当たりに利用されるアクチュエータ７２およびＳＭＡテンドン８４の数は、特定の用途、たとえば、付加構造の内側外板３４の撓みの所望の量およびＳＭＡテンドン８４が活性化されると発生する力の所望の量に基づいている。好ましい形態では、ＳＭＡテンドン８４は、任意の好適なＳＭＡ金属、たとえばＮＩＴＩＮＯＬ．ＲＴＭ形状記憶合金などのニッケルチタン合金から構築されるワイヤまたはケーブルである。しかしながら、ＳＭＡテンドン８４は、活性化される、すなわち加熱されると各ＳＭＡテンドン８４がそれぞれのＳＭＡテンドン８４の長手方向の中心線または軸Ｘに沿って一次元の方向に収縮するように好適な任意の形態を有し得るであろう。たとえば、ＳＭＡテンドン８４は、ＳＭＡ金属からなる長く狭い平坦なストリップであり得るだろう。
【００１８】
ここで図５も参照して、各々のアクチュエータ７２はさらに、自由な牽引ブラケット７８のスイベルコネクタ８８に旋回可能に接続される制御アーム８６を含む。制御アーム８６は、制御アームの第１の端部に環状の取付具９０を含む。環状の取付具９０は、旋回ピン９２を介してスイベルコネクタ８８に旋回可能に接続される。制御アーム８６はさらに、配備カムリンク機構９６に旋回可能に接続されるリンク機構コネクタ９４を含む。配備カムリンク機構９６は、空洞７０内で付加構造の外側外板３８に固定して据付けられ、支点ピン１０２を介しててこ板１００に旋回可能に接続される上部板９８を含む。リンク機構コネクタ９４は支点ピン１０２に旋回可能に接続される。てこ板１００は、てこ板１００の遠位端に回転して接続される、図３に最もよく示されるローラ１０４を含む。ＳＭＡテンドン８４が活性化されていない、すなわち以下で説明するように収縮していないときには、アクチュエータ７２は弛緩した状態にあり、付加構造の内側外板３４は、図５Ａに示されるように、非配備位置にある。非配備位置では、てこ板１００は内側外板３４と基本的に平行であり、付加構造の内側外板３４の遠位端部分６２は付加構造の外側外板３８の遠位端部分６６としっかりと接触している。ＳＭＡテンドン８４が熱に晒されることによって活性化されると、ＳＭＡテンドンは以下で説明するように収縮して、アクチュエータ７２を牽引状態にし、それによって付加構造の内側外板３４は、図５Ｂに示されるように、配備位置に移動される。アクチュエータ７２が牽引状態にあるときには、自由な牽引ブラケット７８は固定された牽引ブラケット７４の方に引張られる。これは次に、固定された牽引ブラケット７４の方に、すなわちＺ方向に制御アームを移動させ、それによって
、支点ピン１０２を中心にてこ板１００を旋回させ、Ｙ方向に内側外板３４の遠位端部分６２に力をかける。力が遠位端部分６２にかけられると、ローラ１０４は内側外板３４の内面に沿って転がり、それによって内側外板３４を配備位置に移動させる。配備位置では、内側外板３４の遠位端部分６２は、内側外板が第２のフローノズル２２の排気フローの中に位置決めされるように外側外板３８の遠位端部分６６から分離される。
【００１９】
より詳細には、各々のＳＭＡテンドン８４は、第１の端部１１０において、固定された牽引ブラケット７４に結合され、第２の端部１１２において、自由な牽引ブラケット７８に結合される。上述のように、各々のＳＭＡテンドン８４は、熱によって活性化されると長手方向の中心線Ｘに沿って一次元に収縮するよう構成される。ＳＭＡテンドン８４の収縮は、自由な牽引ブラケット７８および制御アーム８６を、固定された牽引ブラケット７４の方にＺ方向に引張る。Ｚ方向に引張られると、制御アーム８６は支点ピン１０２を中心にてこ板１００を旋回させる力をてこ板１００にかける。てこ板１００が支点ピン１０２を中心に旋回すると、てこ板の遠位端におけるローラ１０４は付加構造の内側外板３４に対して力をかけられる。これによって、付加構造の下部外板３４の遠位端部分６２および上部外板３８の遠位端部分６６を分離させ、内側外板３４を配備する。したがって、ＳＭＡテンドン８４の収縮は、付加構造２８の内側外板３４を第１の位置から、第２のノズル２２から出る排気フローの中に少なくとも部分的に突出する第２の位置に移動させる。付加構造の内側外板３４が排気フローの中に延在すると、排気フローは変更され、第２のノズルのボディの外壁４６の外側に隣接して流れる周囲の空気と排気フローを混ぜ合わせる。
【００２０】
好ましい実施例では、すべての内側外板３４が、上述のように、実質的に一斉の態様で、実質的に同時に配備されるようにすべての付加構造２６の内側外板３４はすべて包括的に制御される。したがって、内側外板３４が配備されると、すべての内側外板３４は全体として、周辺で収縮した状態に変化する。代替的には、内側外板３４を互いに独立して、異なるときにおよび／または配備のさまざまな程度に配備されるように調整し得るように各々の内側外板３４は独立して制御されることができるであろう。すなわち、いくつかの内側外板３４は他の内側外板３４よりもさらに排気フローの中に配備され得るであろう。
【００２１】
ＳＭＡテンドン８４は、固定された牽引ブラケット７４と自由な牽引ブラケット７８との間に固定されると、予め定められた長さを有する。ＳＭＡテンドン８４が加熱されていないときには、付加構造の内側外板３４の弾性係数はＳＭＡテンドン８４の弾性係数よりも大きいため、固定された牽引ブラケット７４と自由な牽引ブラケット７８との間でＳＭＡテンドン８４はピンと張った状態に保持される。これは、ＳＭＡテンドン８４の「マルテンサイト」状態（すなわち、「冷たい」状態）とも称され得る。上述のように、ＳＭＡテンドン８４は熱によって活性化される。
【００２２】
ＳＭＡテンドン８４が熱を経験すると、ＳＭＡテンドン８４の弾性係数は大幅に増大する。すなわち、これはその「オーステナイト」状態としても公知である。弾性係数の増大によって、ＳＭＡテンドン８４は収縮し、すなわち長さが短くなり、これは次に付加構造の内側外板３４を配備させる、すなわち排ガスフローの中に湾曲または変形させる。加熱された状態では、ＳＭＡテンドン８４の弾性係数は付加構造の内側外板３４の弾性係数に打勝ち、したがって付加構造の内側外板３４を配備させる。一旦熱源が除去されると、ＳＭＡテンドン８４が冷えるにつれて内側外板３４の弾性係数は次第にＳＭＡテンドン８４の弾性係数に打勝つ。これは事実上ＳＭＡテンドン８４をその元の長さに戻すように「引張り」、付加構造の内側外板３４をその非配備位置に戻す。このように、好ましい実施例では、各々の付加構造２８の内側外板３４は、各々の付加構造の内側外板３４をその非配備位置に戻すための付勢機器、すなわち「伸縮ばね」の役割を果たす。非配備位置とは、付加構造の内側外板３４が排気フロー経路に隣接して位置決めされ、排気フロー経路の中
に延在するようにＳＭＡテンドン８４の収縮によって変形されていないときであることを理解すべきである。
【００２３】
一実現例では、付加構造の内側外板３４は、ＮＩＴＩＮＯＬ．ＲＴＭ形状記憶合金などの形状記憶合金から構築される。超弾性合金を利用する利点は、超弾性合金が非常に耐食性があり、排ガスフローに隣接して経験される過酷な環境に理想的に適していることである。超弾性合金は変形された形状に必要な大量の歪みを吸収できることも非常に重要である。
【００２４】
ここで図４を参照して、好ましい実施例では、ＳＭＡテンドン８４は、制御可能な電流源（図示せず）に接続される電気ワイヤ１１８の対にＳＭＡテンドン８４を接続することによって加熱される。ＳＭＡテンドン８４を加熱するために電流源がオンにされ、そのため電流がワイヤ１１８を通ってＳＭＡテンドン８４に流れる。ＳＭＡテンドン８４の電気抵抗によってＳＭＡテンドン８４に熱を発生させ、これによって、次に、ＳＭＡテンドン８４の弾性係数を大幅に増大させる。上述のように、弾性係数の増大によってＳＭＡテンドン８４は収縮し、付加構造の内側外板３４を排ガスフローの中に配備させる。内側外板３４がもはや配備されないことが望ましいときには、電流源はオフにされる。これによって、ＳＭＡテンドン８４は冷えることが可能であるため、付加構造の内側外板３４の弾性係数は次第にＳＭＡテンドン８４の弾性係数に打勝ち、それによって付加構造の内側外板３４をその非配備位置に戻す。
【００２５】
代替的な好ましい実施例では、ＳＭＡテンドン８４は、第２のフローノズル２２からの排ガスを使用して加熱される。実際の動作時には、第２のフローノズル２２から出る排ガスによってもたらされる熱の温度は典型的には、ＳＭＡテンドン８４の必要な収縮を引起すのに十分である（約華氏１３０度）。変形の実際の程度は、使用される特定のタイプの形状記憶合金、およびＳＭＡテンドン８４のゲージまたは直径に応じて大幅に異なる可能性がある。構造１０がジェットエンジンナセルである例示的な実施例では、航空機がその巡航高度に到達すると、周囲温度の大幅な降下は事実上、ＳＭＡテンドン８４を冷却するように働く。ＳＭＡテンドン８４の冷却によって、付加構造の内側外板３４はＳＭＡテンドン８４を引伸ばして、活性化されていない長さに戻すことができ、付加構造の内側外板３４はその非配備位置に戻ることができる。
【００２６】
固定された牽引ブラケット７４は、ベース１２２と、固定された牽引ブラケットのベース１２２の槽１３０内に収まる保持装置１２６とを含む。好ましい実施例では、ベース１２２はステンレス鋼などの金属から構築される。保持装置１２６は、電気絶縁層をもたらすためにアセタールなどのポリマーから構築される。代替的には、保持装置１２６はセラミック材料から構築される。各々のＳＭＡテンドン８４の第１の端部１１０は、保持装置１２６によって保持される。第１の端部１１０は任意の好適な態様で保持されることができ、たとえば第１の端部１１０はねじで留められるか、リベットで留められるか、溶接されるか、またはそうでなければ保持装置１２６に接合され得る。好ましい実施例では、図５に示されるように、スエージ加工された取付具１３２が各々のＳＭＡテンドン８４の第１の端部１１０上に押込まれる。スエージ加工された取付具１３２は次いで、示されるように、保持装置１２６内に保持される。一旦ＳＭＡテンドン８４が保持装置１２６によって保持され、保持装置１２６が槽１３０内に置かれると、カバー１３４が留め具１３８を使用してベース１２２に留められる。好ましくは、カバー１３４は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはテフロン（登録商標）などのポリマーから構築される。留め具１３８は、ねじ、リベットまたはナットおよびボルトなどの任意の好適な留め具であり得る。
【００２７】
同様に、自由な牽引ブラケット７８は、ベース１４２と、自由な牽引ブラケットのベース１４２の槽１５０内に収まる保持装置１４６とを含む。好ましい実施例では、ベース１
４２はステンレス鋼などの金属から構築される。保持装置１４６は、電気絶縁層をもたらすためにアセタールなどのポリマーから構築される。各々のＳＭＡテンドン８４の第２の端部１１２は、保持装置１４６によって保持される。第２の端部１１２は任意の好適な態様で保持されることができ、たとえば第２の端部１１２はねじで留められるか、リベットで留められるか、溶接されるか、またはそうでなければ保持装置１４６に接合され得る。好ましい実施例では、図５に示されるように、スエージ加工された取付具１５２が各々のＳＭＡテンドン８４の第２の端部１１２上に押込まれる。スエージ加工された取付具１５２は次いで、示されるように、保持装置１４６内に保持される。一旦ＳＭＡテンドン８４が保持装置１４６によって保持され、保持装置１４６が槽１５０内に置かれると、カバー１５４が留め具１５８を使用してベース１４２に留められる。好ましくは、カバー１５４は、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはテフロン（登録商標）などのポリマーから構築される。留め具１５８は、ねじ、リベットまたはナットおよびボルトなどの任意の好適な留め具であり得る。
【００２８】
さらに、電流源を利用してＳＭＡテンドン８４が加熱される実施例では、ワイヤ１１８の一方はあるＳＭＡテンドン８４の第１の端部に接続され、他方のワイヤ１１８は同一のアクチュエータ７２内の別個のＳＭＡテンドン８４の第１の端部に接続される。ワイヤ１１８に接続された２つのＳＭＡテンドン８４および同一のアクチュエータ７２内の他のＳＭＡテンドン８４は、ジャンパ１６２を使用してともに電気的に結合される。したがって、電流源によって与えられる電流は、アクチュエータ７２に含まれる各々のＳＭＡテンドン８４を通って伝わることになり、それによって、上述のように各々のＳＭＡテンドン８４を活性化させる。アクチュエータ７２がＳＭＡテンドン８４を１つしか含まない場合には、ワイヤ１１８の一方はＳＭＡテンドン８４の第１の端部１１０に接続され、他方のワイヤ１１８はＳＭＡテンドン８４の対向する第２の１１２に接続されるであろう。
【００２９】
ここで図６を参照して、構造１０がジェットエンジンナセルである例示的な実施例のさらなる説明で、第１のフローノズル１８が複数の付加構造１６６を含む別の好ましい実施例について説明する。付加構造１６６は第１のフローノズル１８のリップエリア１７０から延在する。上述のＳＭＡアクチュエータ７２と実質的に同一のＳＭＡアクチュエータ（図示せず）が、ナセルの第２のノズル２２に関して上述したのと同一の態様でナセルの第１のノズル１８のメインボディの内壁に取付けられる。したがって、付加構造１６６および関連付けられるＳＭＡアクチュエータ、ＳＡＭテンドン、制御アーム、ならびに付加構造１６６の内側外板を配備するために利用される配備カムリンク機構（図示せず）は、図１〜図５Ｂを参照して上述したものと形態および機能の点で基本的に同じである。
【００３０】
しかしながら、付加構造１６６の内側外板は、コア排気、すなわちタービン排気の、周囲の空気および／またはバイパスファン排気との混合を増加させるように配備する。したがって、付加構造１６６はチタンなどの高温材料から構築される。したがって、付加構造２８に関するこの発明の上の説明は付加構造１６６に関して繰返されないが、付加構造１６６の内側外板は付加構造２８に関して上述したのと基本的に同一の態様でＳＭＡアクチュエータおよびテンドンを利用して配備されることを理解すべきである。さらに、図１〜図５Ｂおよび上に示した関連する説明は、付加構造１６６が第１のフローノズル１８に関連付けられるのに対して、付加構造２８が第２のフローノズル２２に関連付けられることを理解した上で、付加構造２８および１６６の両方に関してこの発明を説明するために使用され得ることを理解すべきである。
【００３１】
このように、本明細書に記載される好ましい実施例は、第１の壁および第２の壁を有するボディと、ボディの端部から延在する少なくとも１つの付加構造とを含む構造を提供する。少なくとも１つのＳＭＡアクチュエータは、第１の壁と第２の壁との間にかつアクチュエータハウジング内に位置決めされる。ＳＭＡアクチュエータは、ボディの一部に結合
される第１の端部と、アクチュエータハウジング内で移動できる第２の端部とを含む。少なくとも１つのＳＭＡテンドンは、ＳＭＡアクチュエータの第１の端部および第２の端部に接続され、ＳＭＡアクチュエータの第１の端部と第２の端部との間に延在する。第２の端部は、配備カムリンク機構に結合される制御アームにも接続される。ＳＭＡテンドンは熱によって活性化されると制御可能に収縮するように適合されて、付加構造の内側外板を第１の位置または形態から第２の位置に移動させる。したがって、付加構造の内側外板の形状または位置は、過度の空間を占めかつ相当なコストおよび重量を加える複雑な運動学的機構なしにまたは嵩張るアクチュエータを使用することなく動的に変更される。
【００３２】
この発明の幅広い教示がさまざまな形態で実現され得ることを当業者はここで先の説明から認識できる。したがって、この発明はその特定の例に関連して記載されてきたが、図面、明細書および特許請求の範囲を検討すると他の修正例が当業者に明白になるので、この発明の真の範囲はそのように限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ナセルの第２のフローノズルの周方向の後縁リップ部分に沿って、ナセルがこの発明の複数の付加構造を組入れる、航空機のジェットエンジンを格納するためのナセルの略側面図である。
【図２】この発明の好ましい実施例に従って、リップ部分に取付けられた複数の付加構造のうちの１つを有する、図１に示されるナセルの第２のノズルのメインボディの一部の等大図である。
【図３】この発明の好ましい実施例に従って、少なくとも１つのアクチュエータを示すために外側外板のセクションを切り取った、図１に示される複数の付加構造のうちの１つの等大図である。
【図４】図３に示されるアクチュエータの一部の分解等大図である。
【図５Ａ】非配備状態にある付加構造の内側外板を示す、線５−５に沿った、図２に示されるナセルの第２のノズルのメインボディの一部の側断面図である。
【図５Ｂ】配備状態にある付加構造の内側外板を示す、図５Ａに示される側断面図である。
【図６】この発明の別の好ましい実施例に従う、図１に示されるナセルの略側面図である。
【図１】
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2008519937.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年7月30日(2007.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造であって、
第１の壁および第２の壁を含むボディと、
前記ボディの端部から延在する少なくとも１つの付加構成要素とを備え、前記付加構成要素は第１の外板および第２の外板を含み、前記構造はさらに、
前記第１の壁および前記第２の壁に形成された空洞内に位置決めされる少なくとも１つのアクチュエータを備え、前記アクチュエータは、活性化されると収縮するように適合されて、前記付加構成要素の前記第１の外板を第１の位置から第２の位置に移動させる少なくとも１つの形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤを備える、構造。
【請求項２】
前記付加構成要素の第１の外板の近位端は前記第１の壁の端縁部分に結合され、前記付加構成要素の第２の外板の近位端は前記第２の壁の端縁部分に結合され、前記第１の外板の遠位端は前記第２の外板の遠位端としっかりと接触している、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記第１の壁と前記第２の壁との間にかつ前記空洞内に、前記第１の壁の内側に結合される固定された牽引ブラケットをさらに備える、請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記第１の壁と前記第２の壁との間にかつ前記空洞内に位置する自由な牽引ブラケットをさらに備え、前記自由な牽引ブラケットは前記空洞内で可動であるように適合される、請求項３に記載の構造。
【請求項５】
前記アクチュエータは、制御アームの第１の端部において前記自由な牽引ブラケットに接続され、制御アームの第２の端部において配備カムリンク機構に接続される制御アームをさらに備える、請求項４に記載の構造。
【請求項６】
前記ＳＭＡワイヤは、前記ボディの第１の壁および前記付加構成要素の第１の外板に隣接して流れる空気の温度の増大によって活性化される、請求項１に記載の構造。
【請求項７】
前記ＳＭＡワイヤは、電流が前記ＳＭＡワイヤを通って流れるように前記ＳＭＡワイヤを電流源に接続することによって活性化される、請求項１に記載の構造。
【請求項８】
前記付加構成要素の第１の外板は、前記ＳＭＡワイヤが不活性化されると前記付加構成要素の第１の外板を前記第１の位置に戻すための付勢機器の役割を果たす、請求項１に記載の構造。
【請求項９】
前記ボディはジェットエンジンナセルを備える、請求項１に記載の構造。
【請求項１０】
前記付加構成要素は、前記ナセルからの排気を前記ナセルに隣接して流れる周囲の空気と混ぜ合わせるように適合される排気混合タブを備える、請求項９に記載の構造。
【請求項１１】
ジェットエンジンナセルノズルの端部から延在する排気混合構造の位置を変更するための方法であって、
前記ノズルの外壁および前記排気混合構造の外側外板に形成された空洞内で少なくとも１つのアクチュエータの固定された牽引ブラケットを前記ノズルに取付けることと、
前記アクチュエータの自由な牽引ブラケットと配備カムリンク機構の上部板との間に制御アームを結合することとを備え、前記アクチュエータの前記自由な牽引ブラケットは前記空洞内で可動であり、前記方法はさらに、
前記ＳＭＡテンドンが長手方向に収縮して、前記自由な牽引ブラケットおよび前記制御アームを前記固定された牽引ブラケットの方に引張り、前記配備カムリンク機構が前記排気混合構造の内側外板を第１の位置から第２の位置に移動させるようにする、前記アクチュエータの固定された牽引ブラケットと自由な牽引ブラケットとの間に接続される少なくとも１つの形状記憶合金（ＳＭＡ）テンドンを活性化することを備える、方法。
【請求項１２】
前記アクチュエータの前記固定された牽引ブラケットを前記ノズルに取付けることは、前記ノズルの内壁と外壁との間でかつ前記空洞内で、前記固定された牽引ブラケットを前記ノズルの前記内壁の内側に結合することを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＳＭＡテンドンを活性化することは、前記排気混合構造の前記内側外板が、前記内側外板の遠位端部分が前記排気混合構造の外側外板の遠位端部分としっかりと接触している前記第１の位置から、前記内側外板の遠位端部分が前記外側外板の遠位端部分から分離される前記第２の位置に移動されるように前記ＳＭＡテンドンを活性化することを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＳＭＡテンドンを活性化することは、
ＳＭＡテンドンの第１の端部に接続されるスエージ加工された取付具を前記固定された牽引ブラケット内に保持することによって、前記ＳＭＡテンドンの第１の端部を前記固定された牽引ブラケットに結合することと、
ＳＭＡテンドンの第２の端部に接続されるスエージ加工された取付具を前記自由な牽引ブラケット内に保持することによって、前記ＳＭＡテンドンの第２の端部を前記自由な牽引ブラケットに結合することとを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法は、前記ＳＭＡテンドンを不活性化して、前記ＳＭＡテンドンを弛緩させ、前記排気混合構造の付勢構成要素が前記排気混合構造の内側外板を前記第２の位置から前記第１の位置に戻すことができるようにすることをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＳＭＡテンドンを不活性化することは、前記排気混合構造の前記内側外板を前記付勢構成要素として利用することを備える、請求項１５に記載の方法。
【国際調査報告】
2008519937.tif 000010
2008519937.tif 000011