(57)【要約】【課題】  航空機エンジンに使用される管状部材において、管状部材がさらされる振動力の影響に抗する支持構造を提供する。【解決手段】  流体の管状導管などの細長い要素（１２）と係合し、それを保持する２分割クランピング構造（１０）。細長い要素（１２）の相対向する面と係合するために、上部クランプ部材（２８）及び下部クランプ部材（３０）が設けられている。上部クランプ部材又は下部クランプ部材の一方は、クランプ（１０）が細長い要素（１２）の周囲に組み立てられたときにクランプ部材（２８、３０）の適正な整列を確保するために少なくとも１つの長手方向に配列された整列面（６８、７０）を含む。整列面（６８、７０）はクランプ部材を曲げに対して補強する働き、それにより、クランプアセンブリの保持力を増加させるように作用する。【選択図】  図１
2004245410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状部材（１２）を保持する支持体（１０）において、
ａ．本体（３２）と、第１の長手方向軸を有し、前記管状部材（１２）の外面と係合する第１の凹部（４２）とを含む第１のクランプ部材（２８）と、
ｂ．本体（４６）と、第２の長手方向軸を有し、前記管状部材（１２）の外面と係合する第２の凹部とを含む第２のクランプ部材（３０）とを具備し、
ｃ．前記第１のクランプ部材（２８）及び前記第２のクランプ部材（３０）のうちの少なくとも一方は、前記第１及び第２の凹部が互いに対向し且つ前記第１及び第２の凹部の長手方向軸がほぼ平行であるように前記第１及び第２のクランプ部材（２８、３０）を互いに対して方向付けするために前記本体部分に設けられた整列面（６８、７０）を含み、
ｄ．前記第１及び第２のクランプ部材（２８、３０）は、前記第１及び第２のクランプ部材（２８、３０）を前記管状部材（１２）の外面に当接させて保持するために結合部材（３１）を受け入れる手段を含む支持体。
【請求項２】
前記第１及び第２の凹部は湾曲面を規定する請求項１記載の支持体。
【請求項３】
前記湾曲面の各々は実質的な円弧により規定される請求項２記載の支持体。
【請求項４】
実質的な円弧はほぼ等しい曲率半径を有する請求項３記載の支持体。
【請求項５】
前記第１及び第２のクランプ部材（２８、３０）の各々は、複数の管状部材（１２）を受け入れ且つ保持するための複数の凹部（４２、４４）を含む請求項１記載の支持体。
【請求項６】
前記整列面（６８、７０）はクランプ部材の長手方向軸に対して横方向に延出している請求項１記載の支持体。
【請求項７】
前記整列面（６８、７０）は前記第１及び第２のクランプ部材（２８、３０）のうちの少なくとも一方の本体の少なくとも１つの縁部に沿って延出している請求項６記載の支持体。
【請求項８】
一対の整列面（６８、７０）が設けられ、前記整列面は互いにほぼ平行である請求項７記載の支持体。
【請求項９】
前記整列面（６８、７０）は前記第２のクランプ部材（３０）の本体部分（４６）の上面に対して傾斜している請求項６記載の支持体。
【請求項１０】
前記整列面（６８、７０）の傾斜は約１００°から約１４０°である請求項９記載の支持体。
【請求項１１】
前記第１及び第２のクランプ部材（２８、３０）の各々は、複数の管状部材（１２）を受け入れ且つ保持するための複数の凹部（４２、４４）を含む請求項９記載の支持体。
【請求項１２】
前記第１及び第２の凹部（４２、４４）は湾曲面を規定する請求項１１記載の支持体。
【請求項１３】
支持ブラケット（２２）を含み、前記結合部材（３１）は前記第１及び第２のクランプ部材（２８、３０）を前記支持ブラケット（２２）に当接させて保持する請求項１記載の支持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状部材を支持するための支持構造に関する。特に、本発明は、流体搬送用導管などの管状部材と係合し、管状部材がさらされる振動力の影響に抗して管状部材を所望の位置に保持するための２分割クランプ部材の形態をとる支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持ロッド、又は流体を搬送するための管状導管などの円筒形部材は、所定の位置にあるように、また、円筒形部材の疲労による障害を回避するために過剰に振動することを抑制されるように、支持面又は別の構成要素に対して支持されている場合が多い。流体搬送用導管は、加圧空気などの加圧ガス、又は油圧油などの加圧液体を搬送するために様々な種類の機械装置で一般的に見られる。動作中の機械装置は一般にある程度の振動を生じるため、そのような導管はその過剰な振動運動を引き起こす可能性のある交番振動力に頻繁にさらされる。共振状態を回避すると共に、振動により誘起される導管の疲労障害を回避するためには、この振動運動を最小限に抑えなければならない。
【０００３】
ロッド又は導管を支持するための様々な支持構造が知られている。ロッド又は導管と係合して、それを導管が関連している機器の１つの面に対してほぼ固定した状態に保持するために、様々に異なる種類のクランプが考案されている。一般に、クランプの大きさ又は重量を増すことにより、振動により誘起される疲労障害に対する耐性を向上させることができる。しかし、航空機エンジンなどのいくつかの用途においては、所望の剛性、クランプされる部材及びクランプ自体の疲労障害に対する所望の耐性、並びに航空機エンジンの稼働中にそれらの要素がさらされる動的荷重及び高温環境の双方に同時に耐えられる所望の能力を提供すると同時に、クランプ構造の重量を最小にしなければならない。
【０００４】
航空機のガスタービンエンジンで利用されてきた管クランプの１つの形態は、それぞれの第１の端部でヒンジを介して互いに結合された２つのほぼＵ字形のクランプ半体を含む。クランプ半体の間に管を位置決めするためにクランプ半体を開き、その後、管を包囲するようにクランプ半体を互いに回動させることができる。そのようなクランプ半体の各々は、通常、管の外面の一部を包囲するためのほぼ半円形の凹部を含む。ヒンジ結合部に対向する管クランプ半体の端部に、ねじ付きボルトなどのファスナを挿入できるように開口部が形成されており、その開口部をファスナが貫通している。２つのクランプ半体を管の周囲に引き寄せるために、ボルト上に結合ナットが螺合される。通常、ファスナは、エンジンケーシングの外面に対して管を保持するためのエンジン装着ブラケットをも貫通している。
【０００５】
クランプ構造をアルミニウム合金などの軽量金属から形成することにより、クランプ構造の重量を最小にすることは可能である。しかし、軽量金属には、振動荷重に耐え、それにより、金属疲労に起因する早期の障害に耐えるために必要な疲れ強さが欠けている場合が多い。軽量金属より重いが、一般に疲労に対する耐性に関してはそれより優れている金属は構造を更に重くするため、航空機エンジンにおいては望ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
周知のヒンジ結合管クランプ構造の疲労の面に加えて、ヒンジ結合を有していない管クランプは結合ボルトを締め付けている間に互いに対して回転してしまう傾向を示す。そのような相対的な回転はクランプの２つの部分の角度を歪ませ、それらを互いに整列できなくしてしまい、その結果、クランプ部材は導管の外面と完全には係合できなくなる。その状態では、クランプの縁部が導管の外面に当接し、その結果、導管内部に応力が集中する。そのため、振動力は時間の経過に伴ってクランプの縁部を導管と不規則に接触させ、管の摩耗障害を引き起こすと考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
簡単に言うと、本発明の１つの面に従えば、管状部材と係合し、それを保持する支持体が提供される。支持体は、本体と、第１の長手方向軸を有し、管状部材の外面と係合する第１の凹部とを有する第１のクランプ部材を含む。同様に、本体と、管状部材の外面と係合する第２の凹部とを有し、第２の長手方向軸を有する第２のクランプ部材も設けられている。第１のクランプ部材及び第２のクランプ部材のうちの少なくとも一方は、第１及び第２の凹部が互いに対向し且つ第１及び第２の凹部の長手方向軸がほぼ平行であるように第１及び第２のクランプ部材を互いに対して方向付けするために本体部分に設けられた整列面を含む。第１及び第２のクランプ部材は、クランプ部材を管状部材の外面に当接させて保持するために結合部材を受け入れる手段を含む。
【０００８】
本発明の構造、動作及び利点は、添付の図面と関連させて以下の説明を考慮することにより更に明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
そこで図面、特に図１を参照すると、第１の接続端部１４及び第２の接続端部１６を有する流体搬送用管状導管１２に対応する管支持構造１０が示されている。第１の接続端部１４と第２の接続端部１６との間では、管状導管１２はＵ字形の形状を有し、一対の管脚部１８、２０を規定している。単一の管状導管のみを含むＵ字形構造として示されているが、管脚部１８、２０はそれぞれが支持構造１０により支持される２つの別個の、互いに結合されていない管であっても良いことを理解すべきである。更に、中空の管状導管の支持体の形態で示されているが、支持体１０は支持ロッド、電気ケーブルハーネス、又はボーデン形ケーブルなどの１つ以上の管状要素又は円筒形要素を保持するために利用されても良いことが理解されるであろう。
【００１０】
支持構造１０は、管脚部を所定の位置に固着するために剛性の面又は別の構造要素（図示せず）に装着されるべきブラケット２２を含む。ブラケット２２は、２分割管クランプ２６を装着することができる面２４を含む。管クランプ２６はブラケット面２４に当接する第１のクランプ部材２８と、第１のクランプ部材２８の上に位置する第２のクランプ部材３０とを含む。管脚部１８、２０は第１のクランプ部材２８と第２のクランプ部材３０との間に位置し、クランプ部材２８、３０及びブラケット２２の各々に形成されたそれぞれ対応する開口部を貫通する結合ボルト３１によりブラケット２２に対して固着されている。図示されている種類の構造は、支持される要素が関連する機械装置の動作により、又は支持される要素が関連する機械装置の外部荷重により誘起される振動に対して円筒形要素又はその他の形状の要素を支持し、安定させるために利用されることが可能である。例えば、航空機エンジンと関連する管状導管を固着し、保持するために利用される場合、導管はエンジンの動作又は導管と接続された他の構成要素の動作により誘起される振動力にさらされる可能性がある。また、導管は航空機自体により行われる操縦によって誘起される荷重、並びに航空機の操縦により誘起される荷重とエンジンにより誘起される振動力とが重なり合った力にもさらされる可能性がある。
【００１１】
第１のクランプ部材２８及び第２のクランプ部材３０により規定される管クランプ２６は図２には組み立てられて、接触した関係で側面図により示され、図３には横断面図で示されている。第１のクランプ部材２８は、ほぼ矩形の構成であっても良い中央本体３２と、中央本体３２のそれぞれ対応する長手方向端部に設けられた一対の端部３４、３６とを含む。中央本体３２は、図１に示すブラケット２２などのブラケットの面、又は別の、好ましくは剛性である面に係合すべき下面３８を有する。本体３２は、ほぼ平坦であり、以下に説明するように第２のクランプ部材３０と面対面の接触状態で係合すべきである上面４０を含む。図１に示す実施例では、第１のクランプ部材２８が装着面に対して固着されたときにほぼ面対面の接触を可能にし、剛性を向上させるために、ブラケット面２４は平坦であり、従って、第１のクランプ部材２８の下面も平坦である。
【００１２】
第１のクランプ部材２８の端部３４、３６は、支持されるべき要素の外面の一部の形状に形状の上でほぼ対応するように構成された、上向きの要素係合面４２、４４をそれぞれ規定するような形状に形成されている。図１に示す管１２のような、円形の横断面を有する管状導管を支持する場合、実質的な面対面の接触を可能にし、それにより、面４２、４４と管状導管の外面との接触領域におけるクランプされる要素に対する応力集中を最小にするために、面４２、４４は、管の外面を規定する半径とほぼ一致する半径を有する円の一部である円弧のような弓形を有する。クランプされるべき要素の外面の形態は面４２、４４の好ましい形態を示唆することが理解されるであろう。
【００１３】
第２のクランプ部材３０は第１のクランプ部材２８に類似する全体形状を有する。その点に関して、図５及び図６に最も良く示されているように、第２のクランプ部材は、図示されるようにほぼ矩形の形状であって良い中央本体４６と、中央本体４６のそれぞれ対応する長手方向端部に設けられた一対の端部４８、５０とを含む。中央本体４６の下面５２は、クランプ部材が組み立てられて、図１に示す管クランプ２６を形成したときに、第１のクランプ部材２８の上面４０と係合し、それと接触する。従って、中央本体３２及び４６の適切な面対面の接触を可能にするために、下面５２は平坦又は平面的である。結合ボルトの頭、座金の端面又は結合ナットの端面が当接できる支持面を形成するために、中央本体４６の上面５４は平坦であって良い。
【００１４】
第２のクランプ部材３０の端部４８、５０は、支持されるべき要素の外面の一部の形状にほぼ対応するように構成された、下向きの要素係合面５６、５８をそれぞれ規定するような形状に形成されている。その点に関して、面５６、５８は第１のクランプ部材２８の面３８、４０に類似する形状を有することができる。図１に示す管状導管のような円形の横断面を有する要素を支持する場合、第２のクランプ部材３０と管状導管との間で実質的な面対面の接触を可能にし、それにより、面５４、５６と管状導管の外面との接触領域におけるクランプされた管状導管の外面に対する接触応力を最小にするために、面５６、５８は、管状導管の外面を規定する半径とほぼ一致する半径を有する円の一部である円弧のような弓形を有することができる。クランプされるべき要素の外面の形状は面５４、５６の好ましい形態を示唆することが理解されるであろう。
【００１５】
図３及び図６に示すように、中央本体４６の長手方向縁部６０、６２に沿って、一対の垂れ下がった突出部分６４、６６がそれぞれ下向きに延出している。突出部分６４、６６は互いにほぼ平行であると共に、第１のクランプ部材２８の中央本体３２の横方向の幅より長い距離だけ互いに離間されているので、第１のクランプ部材２８の上面４０が第２のクランプ部材３０の下面５２と面対面の接触状態にあるとき、突出部分６４及び６６は中央本体３２の側面に対向している。
【００１６】
図３に最も明瞭に示されるように、各々の突出部分６４、６６は、下面５２に対して傾斜し、一体となって外側に向かって広がる角度を成す、それぞれ対応する内面６８、７０を含む。内面６８、７０が下面５２と交わるそれぞれの交差点７２、７４の間隔は、第１のクランプ部材２８の中央本体３２の幅とほぼ一致する。下面５２に対する内面６８、７０の傾斜角度は約１００°から約１４０°の範囲であって良く、約１１５°から約１２５°であるのが好ましく、約１１８°から約１２２°であるのが最も好ましい。交差点７２、７４の間隔及び内面６８、７０の傾斜角度は、管クランプ２６が組み立て状態にあるときに第１のクランプ部材２８と第２のクランプ部材３０の間に現れる可能性がある角度の不整合を制限するために選択できる。ここで言う角度の不整合とは、第１及び第２のクランプ部材２８、３０の各々の長手方向軸の間で規定される角度である。例えば、クランプ部材の要素係合面の外側縁部が不規則な接触と摩耗を生じさせないようにするために、又は係合された要素の外面をへこませないようにするために、最大角度不整合を約３°を超えない角度に制限するようにそれらのパラメータを選択することができる。
【００１７】
内面６８、７０を設けたことにより、クランプ２６の組み立てが容易になる。クランプの組み立て中、第２のクランプ部材３０の下面５２を第１のクランプ部材２８の上面４０に手で押し付けることにより、内面６８、７０は第１のクランプ部材２８の中央本体３２の縁部と係合し、第２のクランプ部材３０を第１のクランプ部材２８に対して回動させる。この回動運動は２つのクランプ部材の長手方向の整列のずれを修正し、従って、内面６８、７０はクランプの組み立て中に整列面として機能する。
【００１８】
垂れ下がった突出部分６４、６６の内面６８、７０により与えられる整列機能に加えて、突出部分は中央本体４６を補強する働きもする。その結果、第１のクランプ部材２８及び第２のクランプ部材３０が結合ボルトの締め付けにより互いに引き寄せられたときに、中央本体４６が組み立てられたクランプ部材に対して、横方向軸に関して折れ曲がろうとする傾向は著しく低減される。そのような折れ曲がりは、第２のクランプ部材３０の下面５２と第１のクランプ部材２８の上面４０との間に実質的な面対面の接触が存在していない場合に起こりうる。その場合、突出部分６４、６６を設けたことにより、第２のクランプ部材３０の中央本体４６の剛性が高くなったため、クランプされた部材の外面に加えられるクランプ力は、中央本体４６の折れ曲がりが起こりうるような状態にある場合と比較して大きくなる。更に、突出部分により与えられる補強効果によって、中央本体４６を薄くすることが可能になり、その結果、軽量化を実現できる。
【００１９】
図示されるようなクランプ部材を構成することにより得られるもう１つの利点は、２つのクランプ部材を一体に結合するための結合ボルトの長さが短縮され、その結果、クランプアセンブリの重量が減少することである。２つのクランプ部材は異なる形状であるので、それらは正しく組み立てられなければならない。その点に関して、第２のクランプ部材３０を図１に示す面２４のようなクランプ支持面に対して位置決めしなければならず、それにより、クランプ部材とクランプ支持面との所望の面対面の接触が少なくなるとしたならば、クランプ部材の組み立てを適正に実行することは不可能であろう。第１のクランプ部材が最も上の位置に来るため、支持面からクランプアセンブリの最も上にある面までの距離が余りにも長すぎて、結合ナットは結合ボルトと係合することができないであろう。
【００２０】
本発明の特定の実施例を図示し、説明したが、本発明の趣旨から逸脱せずに様々な変更や変形を実行できることは当業者には明白であろう。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】改良されたクランプ構造を有する管支持体の一実施例の斜視図。
【図２】クランプ部材が動作係合関係にある場合の図１に示すクランプ構造のクランプ部材の側面図。
【図３】図２の線３−３に沿った横断面図。
【図４】図２に示すクランプ部材の展開図。
【図５】図２に示す上部クランプ部材の平面斜視図。
【図６】図２に示す上部クランプ部材の底面図。
【符号の説明】
【００２２】
１０…管支持構造（支持体）、１２…管状導管、２２…ブラケット、２６…管クランプ、２８…第１のクランプ部材、３０…第２のクランプ部材、３１…結合ボルト、３２…中央本体、４２、４４…要素係合面、４６…中央本体、５６、５８…要素係合面、６４、６６…突出部分、６８、７０…（突出部分の）内面
【図１】
2004245410.tif 000003
【図２】
2004245410.tif 000004
【図３】
2004245410.tif 000005
【図４】
2004245410.tif 000006
【図５】
2004245410.tif 000007
【図６】
2004245410.tif 000008