(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前縁で揺動可能に支持され、排気ダクトを囲んで配置され、ジェット噴流により内圧を受ける複数の平板状フラップ（３）と、該フラップを内方に押付けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを変化させるリンク部材（７）と、該リンク部材に連結され排気ダクト（２ａ）を囲むリング状の同期リング（６）と、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させる複数の液圧シリンダ（５）と、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度のみ移動可能に支持するリング支持装置（１０）とを備え、
前記リング支持装置（１０）は、排気ダクト（２ａ）と同期リング（６）の間に位置し排気ダクトの外周面に沿って軸方向にのみ移動可能な中間リング（１２）と、該中間リングの外周面に周方向に間隔を隔てて設けられ同期リング（６）を排気ダクト（２ａ）の軸心Ｏを中心とする球面（１３）に沿って案内する３つ以上の球面ガイド装置（１４）と、同期リング（６）の周方向移動を拘束する周方向拘束装置（１６）とからなる、ことを特徴とする排気ノズル駆動装置。
【請求項２】
前記球面ガイド装置（１４）は、中間リングの外周面に周方向に間隔を隔てて固定された球面部材（１４ａ）と、同期リング（６）の内面に固定され球面部材の球面（１３）と接触する複数のローラ（１４ｂ）とを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ノズル駆動装置。
【請求項３】
前記周方向拘束装置（１６）は、同期リング（６）に外方端が固定され半径方向内方に延びる円筒形ピン（１６ａ）と、中間リング（１２）に設けられ円筒形ピン（１６ａ）が嵌合する軸方向に延びる長穴（１２ａ）とからなる、ことを特徴とする請求項１に記載の排気ノズル駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジェットエンジンの排気ノズルに係わり、更に詳しくは、排気ノズルを開閉する排気ノズル駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２に示すような排気ノズル１が、航空用ジェットエンジン２の排気ダクト２ａに設けられる。この排気ノズル１は、噴射口を囲んで配置された複数の平板状のフラップ（マスターフラップ３とスレーブフラップ４）からなり、各フラップ３，４はその前縁で揺動可能に支持されジェット噴流により内圧ｐを受け開放方向に付勢される。また、マスターフラップ３の外面にはガイド板３ａが取付けられ、液圧シリンダ５による同期リング６の軸方向移動によりガイド板３ａを内方に押してマスターフラップ３を位置決めし、フラップ３，４の後縁で構成されるノズル面積を変化させるようになっている。
【０００３】
図３は、特開平５−１３３２７３号（並進ノズル方向転換リングの支持装置）に開示された排気ノズル駆動装置の模式図である。この装置は、同期リング６を３本の拘束装置８で支持し、図示しない別の３本の液圧シリンダにより、同期リング６をヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させて、フラップ３，４の後縁で構成されるノズルの向きを自由に調整できるようになっている。なお、この図で７は、フラップを内方に押付けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを変化させるリンク部材（Ｄリンク）である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、同期リング６の動きを示す模式図である。この図に示すように、フラップ３，４の後縁で構成されるノズルの向きを自由に変更するためには、同期リング６の６つの自由度 1〜 6のうち、ヨー▲１▼、ピッチ▲２▼、前後シフト▲３▼の３自由度のみを可能にし、その他のロール▲４▼、上下動▲５▼、横移動▲６▼の３自由度は拘束する必要がある。
【０００５】
図３に示した特開平５−１３３２７３号の装置では、この３自由度拘束のため同期リング６の周方向の３箇所にシリンダやリニアリング等の拘束装置８を設けていた。しかし、かかる装置では、シリンダ等の拘束装置８が設けられている周方向３箇所の位置に、同期リング６に作用する３自由度以外の荷重が集中するため、その付近のダクト剛性の確保が困難であり、耐久性に問題があった。また、拘束装置として用いるシリンダは横方向への荷重を受けるため同様に耐久性に問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、同期リングに作用する３自由度以外の荷重を、排気ダクト２ａを構成するダクトに分散して伝達することができ、これにより、ダクト剛性を高めることなくその耐久性を高めることができ、かつ装置自体の耐久性も高めることができる排気ノズル駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、前縁で揺動可能に支持され、排気ダクトを囲んで配置され、ジェット噴流により内圧を受ける複数の平板状フラップ（３）と、該フラップを内方に押付けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを変化させるリンク部材（７）と、該リンク部材に連結され排気ダクト（２ａ）を囲むリング状の同期リング（６）と、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させる複数の液圧シリンダ（５）と、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度のみ移動可能に支持するリング支持装置（１０）とを備え、
前記リング支持装置（１０）は、排気ダクト（２ａ）と同期リング（６）の間に位置し排気ダクトの外周面に沿って軸方向にのみ移動可能な中間リング（１２）と、該中間リングの外周面に周方向に間隔を隔てて設けられ同期リング（６）を排気ダクト（２ａ）の軸心Ｏを中心とする球面（１３）に沿って案内する３つ以上の球面ガイド装置（１４）と、同期リング（６）の周方向移動を拘束する周方向拘束装置（１６）とからなる、ことを特徴とする排気ノズル駆動装置が提供される。
【０００８】
この構成により、リング支持装置（１０）により、同期リング（６）をヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度のみ移動可能に支持し、複数の液圧シリンダ（５）により、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させ、リンク部材（７）を介して、平板状フラップ（３）を内方に押付けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを変化させることができる。
また、この構成により、周方向拘束装置（１６）により同期リング（６）の周方向移動（ロール  4）を拘束し、球面ガイド装置（１４）により同期リング（６）の上下動［５］と横移動［６］を拘束することができる。またこれらの拘束は、同期リングに作用する３自由度以外の荷重を、球面（１３）と中間リング（１２）を介して排気ダクト（２ａ）に伝達するので、排気ダクトを構成するダクトに拘束力を分散して伝達することができる。従って、これにより、ダクト剛性を高めることなくその耐久性を高めることができ、かつ装置自体の耐久性も高めることができる。
【００１１】
前記球面ガイド装置（１４）は、中間リングの外周面に周方向に間隔を隔てて固定された球面部材（１４ａ）と、同期リング（６）の内面に固定され球面部材の球面（１３）と接触する複数のローラ（１４ｂ）とを有する。
この構成により、比較的加工の容易な球面部材（１４ａ）とローラ（１４ｂ）により球面ガイド装置（１４）を構成することができる。
【００１２】
前記周方向拘束装置（１６）は、同期リング（６）に外方端が固定され半径方向内方に延びる円筒形ピン（１６ａ）と、中間リング（１２）に設けられ円筒形ピン（１６ａ）が嵌合する軸方向に延びる長穴（１２ａ）とからなる。
この構成により、同期リング（６）の周方向移動を拘束し、かつそのヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度を可能にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して使用する。
図１は、本発明による排気ノズル駆動装置の構成図である。この図において、（Ａ）は航空用ジェットエンジンの排気ダクトを軸線に直交する面で切断した断面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線における断面図、（Ｃ）はＣ−Ｃ線における断面図である。
【００１４】
本発明の排気ノズル駆動装置は、図２，３に例示したように、複数の平板状フラップ３、複数の液圧シリンダ５と、リング状の同期リング６、及びリンク部材７を備える。
複数の平板状フラップ３は、前縁で揺動可能に支持され、噴射口を囲んで配置され、ジェット噴流により内圧を受ける。リンク部材７は、フラップ３を内方に押付けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを変化させる。リング状の同期リング６は、リンク部材７に連結され排気ダクト２ａを囲む。複数（例えば３本以上）の液圧シリンダ５は、同期リング６をヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させるようになっている。
【００１５】
図１において、本発明の排気ノズル駆動装置は、更に同期リング６をヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度のみ移動可能に支持するリング支持装置１０を備える。このリング支持装置１０は、中間リング１２、球面ガイド装置１４及び周方向拘束装置１６からなる。
【００１６】
中間リング１２は、排気ダクト２ａのダクトと同期リング６の間に位置し、排気ダクト２ａの外周面に沿って軸方向に移動可能になっている。すなわちこの例では、排気ダクト２ａの周方向４か所に設けられたリニアベアリング部２ｂの外面が円筒形に加工され、このリニアベアリング部２ｂで中間リング１２を軸方向に移動可能に支持している。また、この例では、周方向拘束装置１６の後述する円筒形ピン１６ａが、図１（Ｃ）に示すように、中間リング１２と排気ダクト２ａに設けられた軸方向に延びる長穴１２ａ，２ｃと嵌合し、中間リング１２を軸方向にのみ移動可能に拘束している。
なお、本発明はこの構成に限定されず、別のピン又は滑りキー等で中間リング１２を独立して周方向に移動しないように拘束してもよい。
【００１７】
球面ガイド装置１４は、図１（Ａ）に示すように、中間リング１２の外周面に周方向に間隔を隔てて３つ以上（この例では３箇所）設けられる。また、図１（Ｂ）に示すように、この球面ガイド装置１４は、中間リング１２の外周面に周方向に間隔を隔てて固定された球面部材１４ａと、同期リング６の内面に固定され球面部材の球面１３と接触する複数（例えば４つ）のローラ１４ｂとを有する。この構成により、同期リング６を排気ダクト２ａの軸心Ｏを中心とする球面１３に沿って自由な向きに傾動するように案内することができる。
【００１８】
周方向拘束装置１６は、図１（Ｃ）に示すように、同期リング６に外方端が固定され半径方向内方に延びる円筒形ピン１６ａと、中間リング１２に設けられ円筒形ピン１６ａが嵌合する軸方向に延びる長穴１２ａとからなる。この周方向拘束装置１６は、１か所のみであり、周方向のどの位置に設けてもよく、例えば、球面ガイド装置１４の１つに組み込んでもよい。また、この例では、円筒形ピン１６ａが、中間リング１２と排気ダクト２ａに設けられた軸方向に延びる２つの長穴１２ａ，２ｃと嵌合しているが、別のピン又は滑りキー等で中間リング１２を独立して拘束する場合には、中間リング１２の長穴１２ａのみと嵌合すればよい。この構成により、同期リング６が周方向に移動するのを拘束することができる。
【００１９】
上述した本発明の構成により、リング支持装置１０により、同期リング６をヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度のみ移動可能に支持し、複数の液圧シリンダ５により、同期リングをヨー、ピッチ、前後シフトの３自由度に移動させ、リンク部材７を介して、平板状フラップ３を内方に押付けフラップの後縁で構成されるノズルの面積と向きを変化させることができる。
【００２０】
また、上述した構成により、同期リング６の６つの自由度 1〜 6のうち、ヨー▲１▼とピッチ▲２▼は、球面ガイド装置１４により案内され、その際、同期リング６の周方向移動（ロール▲４▼）は周方向拘束装置１６により拘束され、同期リング（６）の上下動▲５▼と横移動▲６▼は球面ガイド装置１４により拘束される。
更に、同期リング６の前後シフト 3は、中間リング１２の排気ダクト２ａの外周面に沿った軸方向移動により案内され、その際も、同期リング６の周方向移動（ロール 4）は周方向拘束装置１６により拘束され、同期リング（６）の上下動▲５▼と横移動▲６▼は球面ガイド装置１４により拘束される。
【００２１】
またこれらの拘束は、同期リングに作用する３自由度以外の荷重を、球面１３と中間リング１２を介してジェット噴出口２ａに伝達するので、排気ダクトを構成するダクトに拘束力を分散して伝達することができる。従って、これにより、ダクト剛性を高めることなくその耐久性を高めることができ、かつ装置自体の耐久性も高めることができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明の排気ノズル駆動装置は、以下の特徴を有する。
（１）中間リング１２とピン１６ａによりダイバージェントフラップ同期リング６の３自由度を達成している。
（２）同期リング６は球面状の中間リング外面１３とコロ１４ｂ等で接触し、同期リング６は中間リング１２と相対的にピッチ、ヨー、前後シフトの自由度を有する。
（３）同期リング６は中間リング１２に周方向一箇所でピン結合され、ロールの自由度を拘束している。
（４）中間リング１２は排気ノズルの入口ダクトにリニアベアリング等で接続され、軸方向に移動可能である。
【００２４】
従って、本発明の排気ノズル駆動装置は、３自由度以外の荷重をまず中間リング全体に分散し、中間リングとダクトを結合するリニアベアリング等の数を増すことにより従来に比較して周方向に荷重を分散することができる。また、横方向への荷重拘束にシリンダを用いず、ピンのみの構造としたことで、耐久性の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による排気ノズル駆動装置の構成図である。
【図２】従来の排気ノズルの構成図である。
【図３】先行出願にかかる排気ノズル駆動装置の構成図である。
【図４】同期リングの動きを示す模式図である。
【符号の説明】
１  排気ノズル、２  ジェットエンジン、
２ａ  排気ダクト、２ｂ  リニアベアリング部、２ｃ  長穴、
３  マスターフラップ、３ａ  ガイド板、４  スレーブフラップ、
５  液圧シリンダ、６  同期リング、７  リンク部材、
１０  リング支持装置、１２  中間リング、１２ａ  長穴、
１３  球面、１４  球面ガイド装置、
１４ａ  球面部材、１４ｂ  ローラ、
１６  周方向拘束装置、１６ａ  円筒形ピン
【図１】
0004770086.tif 000002
【図２】
0004770086.tif 000003
【図３】
0004770086.tif 000004
【図４】
0004770086.tif 000005