(57)【要約】【課題】航空機用高揚力装置と共に使用するためのトルク管組立体を提供する。【解決手段】航空機用高揚力装置と共に使用するための例示的なトルク管組立体が、本明細書に記載されている。例示的な装置は、第１のヨークを有するスプライン結合器と、第２のヨークを有する摺動スプラインシャフトと、第１の端部および該第１の端部の反対側の第２の端部を有するトルクチューブとを含む。第３のヨークを有する第１の取付具は、トルクチューブの第１の端部に結合され、第４のヨークを有する第２の取付具は、トルクチューブの第２の端部に結合される。第３のヨークは、第１のＵ継手を形成するために第１のヨークに結合され、第４のヨークは、第２のＵ継手を形成するために第２のヨークに結合される。スプライン結合器は、第１の高揚力装置駆動シャフトに結合されるようになっており、摺動スプラインシャフトは、第２の高揚力装置駆動シャフトに結合されるようになっている。【選択図】図３
2017030725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２のヨーク（５０６）を有するスプライン結合器（４０４）であって、航空機の第１の高揚力装置駆動シャフト（２１２）に結合されるスプライン結合器（４０４）と、
第４のヨーク（９０６）を有する摺動スプラインシャフト（８０４）であって、前記航空機の第２の高揚力装置駆動シャフト（２１４）に結合される摺動スプラインシャフト（８０４）と、
第１の端部（３０２）および前記第１の端部の反対側の第２の端部（３０８）を有するトルクチューブ（３０４）であって、第１のヨーク（５０４）が、前記トルクチューブ（３０４）の前記第１の端部に結合され、第３のヨーク（９０４）が、前記トルクチューブ（３０４）の前記第２の端部に結合され、前記第１のヨーク（５０４）が、第１のＵ継手を形成するために前記スプライン結合器（４０４）の前記第２のヨーク（５０６）に結合され、前記第３のヨーク（９０４）が、第２のＵ継手を形成するために前記摺動スプラインシャフト（８０４）の前記第４のヨーク（９０６）に結合されるトルクチューブ（３０４）と
を備える装置。
【請求項２】
前記スプライン結合器（４０４）が、前記第１の高揚力装置駆動シャフト（２１２）に結合されるスプラインギヤ（４０６）を受け入れる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スプライン結合器（４０４）が、前記スプライン結合器（４０４）を前記スプラインギヤ（４０６）に固定するためにネジ付締具を受け入れるアパーチャ（６２０）を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スプライン結合器（４０４）が、板部（６００）および前記板部から第１の方向に延在する環状壁部（６０２）を含み、前記第１のヨーク（５０４）が、前記第１の方向とは反対の第２の方向に向かって前記板部から延在する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記環状壁部および前記板部が、スプラインギヤ（４０６）を受け入れる開口部（４１０）を形成しており、前記環状壁部（６０２）の内面が、スプラインを有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記スプライン結合器（４０４）が、実質的に単体の構造である、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
第１のヨーク（５０４）を有する第１の取付具（４００）をトルクチューブ（３０４）の第１の端部に結合するステップと、
第３のヨーク（９０４）を有する第２の取付具（８００）を前記トルクチューブ（３０４）の第２の端部に結合するステップと、
第１のＵ継手を形成するためにスプライン結合器（４０４）の第２のヨーク（５０６）に前記第１のヨーク（５０４）を結合するステップと、
第２のＵ継手を形成するために摺動スプラインシャフト（８０４）の第４のヨーク（９０６）に前記第３のヨーク（９０４）を結合するステップと、
航空機の翼の第１の高揚力装置に関連する駆動部材に前記スプライン結合器（４０４）を結合するステップと、
前記航空機の第２の高揚力装置に関連する被駆動部材に前記摺動スプラインシャフト（８０４）を結合するステップと
を含む方法。
【請求項８】
前記トルクチューブ（３０４）の前記第１の端部に前記第１の取付具（４００）を結合するステップが、前記第１の取付具の端部上に前記トルクチューブ（３０４）の前記第１の端部を電磁成形するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記トルクチューブ（３０４）の前記第２の端部に前記第２の取付具（８００）を結合するステップが、前記第２の取付具の端部上に前記トルクチューブ（３０４）の前記第２の端部を電磁成形するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記駆動部材が、スプラインギヤを含む、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１１】
前記スプライン結合器（４０４）を前記駆動部材に結合するステップが、前記スプラインギヤを前記スプライン結合器（４０４）に挿入するステップと、ネジ付締具によって前記スプライン結合器（４０４）を前記スプラインギヤに固定して取り付けるステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記被駆動部材が、スプラインシャフト（１１０２）である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記摺動スプラインシャフト（８０４）を前記被駆動部材に結合するステップが、前記スプラインシャフトを前記摺動スプラインシャフト（８０４）に挿入するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、トルク管組立体に関し、より具体的には、航空機用高揚力装置と共に使用するためのトルク管組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、翼の前縁および後縁に沿って高揚力装置（場合によっては補助翼(auxiliary airfoil)と呼ばれる）を採用している。例えば、翼の前縁に沿った高揚力装置は、スラットと呼ばれ、翼の後縁に沿った高揚力装置は、フラップと呼ばれる。高揚力装置は、離陸および着陸中に翼の揚力を変化させるために翼から外側に延伸するように駆動される。高揚力装置のそれぞれは、翼のリブまたは支持ビームに結合された１つ以上の駆動機構によって駆動される。詳細には、駆動機構のそれぞれは、高揚力装置に結合されたラックを駆動するために回転されるピニオンギヤを含む。ピニオンギヤが回転されると、ラックは、トラックに沿って高揚力装置を移動させるように駆動され、これにより、高揚力装置は、翼から外側に延伸される。各ピニオンギヤは、歯車付回転式アクチュエータ（ＧＲＡ）に駆動係合されている。各ピニオンギヤおよび対応する各ＧＲＡは、トルクチューブを介して隣の（例えば、上流および下流の）ピニオンギヤおよびＧＲＡと相互連結されている。言い換えれば、航空機は、一般的に、翼の前縁または後縁に沿って駆動機構のそれぞれにトルクを伝達する一連のトルクチューブを採用している。１つのモーターが、駆動機構の１つを駆動するために使用され、これにより、駆動機構の１つは、一連のトルクチューブを介して他の駆動機構のそれぞれにトルクを伝達し得る。したがって、高揚力装置のそれぞれは、他の高揚力装置と同時に、収納構成と延伸構成との間で動かされるように制御され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公知のトルク管組立体は、ピニオンギヤまたはＧＲＡにトルクチューブを結合するためにボルト締めフランジを用いる。しかしながら、フランジの使用は、回転するフランジを収容する比較的大きい空間を必要とする比較的大きい回転範囲(rotational envelope)をもたらす。さらに、フランジの使用は、技術者の手が、作業中にトルクチューブに近づく場合に危険であり得る。さらに、場合によっては、フランジのボルトが緩み、これにより、トルクチューブの構造的完全性が損なわれる場合がある。また、翼が撓む（例えば、燃料の減少による翼の重量の変化に起因して）と、駆動機構間の配置および距離が変化し得る。翼のこの撓みは、トルク管組立体にかかる付加的な力およびトルク管組立体の歪みの原因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書に開示されている例示的な装置は、第１のヨークを有するスプラインカップリングを含む。スプライン結合器は、航空機の第１の高揚力装置駆動シャフトに結合されるようになっている。また、例示的な装置は、第２のヨークを有する摺動スプラインシャフトを含む。摺動スプラインシャフトは、航空機の第２の高揚力装置駆動シャフトに結合されるようになっている。例示的な装置は、第１の端部および該第１の端部の反対側の第２の端部を有するトルクチューブをさらに含む。第３のヨークを有する第１の取付具は、トルクチューブの第１の端部に結合され、第４のヨークを有する第２の取付具は、トルクチューブの第２の端部に結合される。例示的な装置において、第１の取付具の第３のヨークは、第１のＵ継手を形成するためにスプライン結合器の第１のヨークに結合され、第２の取付具の第４のヨークは、第２のＵ継手を形成するために摺動スプラインシャフトの第２のヨークに結合される。
【０００５】
本明細書に開示されている例示的な方法は、第１のヨークを有する第１の取付具をトルクチューブの第１の端部に結合するステップおよび第２のヨークを有する第２の取付具をトルクチューブの第２の端部に結合するステップを含む。また、例示的な方法は、第１のＵ継手を形成するためにスプライン結合器の第３のヨークに第１のヨークを結合するステップおよび第２のＵ継手を形成するために摺動スプラインシャフトの第４のヨークに第２のヨークを結合するステップを含む。例示的な方法は、航空機の翼の第１の高揚力装置に関連する駆動部材にスプライン結合器を結合するステップおよび航空機の第２の高揚力装置に関連する被駆動部材に摺動スプラインシャフトを結合するステップをさらに含む。
【０００６】
本明細書に開示されている別の例示的な装置は、航空機の翼に結合される第１の歯車付回転式アクチュエータを含む。第１の歯車付回転式アクチュエータは、第１の駆動シャフトを有する。例示的な装置は、航空機の翼に結合される第２の歯車付回転式アクチュエータを含む。第２の歯車付回転式アクチュエータは、第２の駆動シャフトを有する。また、例示的な装置は、第１の駆動シャフトと第２の駆動シャフトとの間に結合されるトルクチューブを含む。トルクチューブの第１の端部は、第１のＵ継手によって第１の駆動シャフトに結合され、第１のＵ継手は、スプライン結合器とトルクチューブの第１の端部に結合される第１の端部取付具との間に形成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】例示的な航空機であって、本明細書に開示されている例示的なトルク管組立体および関係する方法が実施され得る例示的な航空機を示している。
【図２】本開示の教示に従って構成された例示的なトルク管組立体を示す、図１の航空機の翼の下面の部分断面図である。
【図３】第１の例示的な継手および第２の例示的な継手を有する、図２の例示的なトルク管組立体の斜視図である。
【図４】例示的なスプラインギヤを受け入れる例示的なスプライン結合器を採用した、図３の第１の例示的な継手の拡大斜視図である。
【図５】図４の第１の例示的な継手の分解図である。
【図６】図４の例示的なスプライン結合器単独の斜視図である。
【図７】図４の例示的なスプライン結合器および例示的なスプラインギヤの断面図である。
【図８】例示的なスプラインシャフトを受け入れる例示的な摺動スプラインシャフトを採用した、図４の第２の例示的な継手の拡大斜視図である。
【図９】図８の第２の例示的な継手の分解図である。
【図１０】図８の例示的な摺動スプラインシャフトの断面図である。
【図１１】チューブ支持体と被駆動部材との間に実施され得る例示的なトルクチューブ延長部の斜視図である。
【図１２】例示的なトルク管組立体の構成および／または組立を行うための例示的な方法である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
特定の例が、上で確認した図面に示されており、以下で詳細に説明される。これらの例を説明する際に、同様のまたは同一の参照符号が、同じまたは同様の要素を特定するために使用される。図面は、必ずしも一定の縮尺ではなく、図面の特定の特徴および特定の図は、明確におよび／または簡潔にするために縮尺に関して誇張して示されている場合がある。さらに、いくつかの例が、本明細書の全体にわたって説明されている。任意の例の任意の特徴は、他の例の他の特徴と共に含まれてもよいし、他の例の他の特徴と交換されてもよいし、他の例の他の特徴と組み合わされてもよい。
【０００９】
本明細書に開示されているのは、駆動体（高揚力装置のモーターまたはアクチュエータの出力シャフトなど）から被駆動装置（高揚力装置の後続の（例えば、下流の、外側の）アクチュエータの入力シャフトなど）にトルクを機械的に伝達するために採用され得る例示的なトルク管組立体および関係する方法である。本明細書に開示されている例示的なトルク管組立体は、トルクチューブの一方の端部の第１のトルクチューブ取付具とスプライン結合器との間に形成される第１の自在継手（Ｕ継手）を含む。スプライン結合器は、第１のＵ継手を形成するために第１のトルクチューブ取付具のヨークと結合される一体ヨークを含む。第１のトルクチューブ取付具のヨークは、第１のトルクチューブ取付具と一体であり、このようにして、トルクチューブの端部に固定して取り付けられる。スプライン結合器は、駆動部材（例えば、第１の駆動シャフト）のスプラインギヤを受け入れる、スプライン（例えば、リブ）を有する開口部を含む。駆動部材は、ピニオンシャフトおよび／または歯車付回転式アクチュエータ（ＧＲＡ）の出力シャフトであってもよい。
【００１０】
また、例示的なトルク管組立体は、トルクチューブの反対側の端部の第２のトルクチューブ取付具と摺動スプラインシャフトとの間に形成される第２のＵ継手を含む。摺動スプラインシャフトは、第２のＵ継手を形成するために第２のトルクチューブ取付具のヨークと結合される一体ヨークを含む。第２のトルクチューブ取付具のヨークは、第２のトルクチューブ取付具と一体であり、このようにして、トルクチューブの他方の端部に固定して取り付けられる。摺動スプラインシャフトは、別の駆動シャフト（例えば、第２の駆動シャフト）（スプラインピニオンシャフトなど）を受け入れるための、スプライン付開口部を有するスリーブを有する。したがって、トルク管組立体の一方の端部は、スプライン結合器（スプラインギヤによって第１のＧＲＡの第１の駆動シャフト（例えば、上流駆動部材）に結合され得る）を含み、トルク管組立体の他方の端部は、摺動スプラインシャフト（第２のＧＲＡの第２の駆動シャフト（例えば、下流被駆動部材）を摺動可能に受け入れ得る）を含む。第１のＧＲＡのスプラインギヤが回転されると、回転力が、第１のＧＲＡの上流駆動シャフトから第２のＧＲＡの下流被駆動シャフトに伝達される。
【００１１】
一部の例において、スプラインギヤは、スプライン結合器に固定して結合され、一方、摺動スプラインシャフトは、下流ピニオンシャフト（例えば、第２の駆動シャフト）に摺動可能に係合される。したがって、摺動スプラインシャフトは、下流駆動シャフトに沿って軸方向に平行移動し得る。したがって、翼が撓むとき、トルク管組立体は、トルク管組立体の歪みおよびトルク管組立体にかかる力を軽減するように軸方向に変位され得る。また、翼が撓むとき、Ｕ継手は、トルク管組立体が、駆動部材（例えば、第１の駆動シャフトおよび／もしくはスプラインギヤ）または被駆動部材（例えば、第２のＧＲＡの下流駆動シャフト）に対して角度方向に移動することを可能にする。
【００１２】
さらに、例示的なトルク管組立体は、フランジを採用しない（例えば、これらは、より小さい範囲の取付部（ＥＭＦにより形成される取付部など）を実施する）ため、回転範囲は、公知のトルク管組立体に比べてかなり小さい。また、フランジボルトが緩むリスクが大幅に低減される。さらに、本明細書で説明されている例示的なトルク管組立体は、力学的不均衡（例えばボルトの喪失によって発生し得る）を受けにくい。また、本明細書で説明されている例示的なトルク管組立体は、公知のトルク管組立体よりも少ない締具を用いる。
【００１３】
図１は、本明細書に開示されている例が実施され得る例示的な航空機１００を示している。図示の例において、航空機１００は、胴体１０２と、胴体１０２に結合された第１の翼１０４と、胴体１０２に結合された第２の翼１０６とを含む。図示の例の第１の翼１０４および第２の翼１０６は、第１の翼１０４および第２の翼１０６の前縁および後縁に沿って配置され、離陸または着陸中に航空機１００の揚力を変化させるために変位または延伸され得る高揚力装置（例えば、補助翼、スラット、クルーガフラップ、後縁スラットなど）などの操縦翼面を有する。第１の翼１０４から延伸されるとき、高揚力装置は、第１の翼１０４の有効サイズ、反りの曲率(curvature camber)、および面積を増大させ、これにより、第１の翼１０４の揚力を増大させる。例えば、第１の翼１０４は、前縁１２２に沿って配置された第１のスラット１０８、第２のスラット１１０、第３のスラット１１２、第４のスラット１１４、第５のスラット１１６、第６のスラット１１８、および第７のスラット１２０ならびに後縁１２６に沿って配置されたフラップ１２４を含む。第１の翼１０４は、より多いまたはより少ないスラットおよびフラップを含んでもよい。さらにまたはあるいは、第１の翼１０４は、他の操縦翼面（補助翼(aileron)、スポイラ、タブ、後縁スラット、クルーガフラップなど）を含んでもよい。第２の翼１０６は、同様の高揚力装置を含み得るが、冗長になるのを避けるために、第２の翼１０６については述べない。
【００１４】
一般に、スラット１０８〜１２０のそれぞれは、２つの別個だが連動する駆動機構またはアクチュエータ（スラット１０８〜１２０のそれぞれの内側および外側に１つずつある）を用いて配置される。スラット１０８〜１２０のアクチュエータのそれぞれは、本明細書でさらに詳細に開示されるように、例示的なトルク管組立体を介して、互いに結合され、隣の（例えば、上流または下流の）駆動機構に結合される。図示の例において、モーターまたは動力駆動ユニット（ＰＤＵ）１２８が、第７のスラット１２０を配置するためのアクチュエータを駆動するために採用されている。このアクチュエータの出力は、例示的なトルク管組立体を介して、第７のスラット１２０を配置するための別のアクチュエータに動作可能に結合され、この別のアクチュエータは、例えば、例示的なトルク管組立体を介して、第６のスラット１１８を配置するために、別のアクチュエータに動作可能に結合される。したがって、ＰＤＵ１２８は、高揚力装置を配置するために第１の翼１０４の前縁１２２に沿ったトルク管組立体を介してアクチュエータのすべてに駆動力を供給する。一部の例において、ＰＤＵ１２８は、第２の翼１０６のスラットを駆動するためのアクチュエータのすべてにも駆動力を供給する。結果として、第１の翼１０４および第２の翼１０６の前縁に沿ったスラットのすべてを同時に配置してもよい。トルク管組立体は、スラット１０８〜１２０に関して説明されているが、本明細書に開示されている例は、他の高揚力装置のいずれにも（例えば、後縁フラップにも）同様に適用され得ることが理解される。
【００１５】
図２は、第１のスラット１０８と第２のスラット１１０との間の、第１の翼１０４の前縁１２２の下面を示している。上で開示したように、スラット１０８〜１２０のそれぞれは、第１の翼１０４のリブまたは支持体に取り付けられた２つのアクチュエータ（例えば、ラック・ピニオンア組立体）によって駆動され、アクチュエータは、ＰＤＵ１２８（図１）によって駆動される。第２のスラット１１０のアクチュエータの１つと第１のスラット１０８のアクチュエータの１つとの間で回転エネルギーを伝達するために採用された例示的なトルク管組立体２００が示されている。詳細には、第１のアクチュエータ２０２は、第１のスラット１０８を移動させるために設けられている。第１のアクチュエータ２０２は、第１のラック２０４（例えば、ギヤラック、歯付ラック）と、第１のラック２０４を駆動する第１のピニオンギヤ２０６（例えば、円形ギヤ）と、第１のピニオンギヤ２０６を駆動する第１の歯車付回転式アクチュエータ（ＧＲＡ）２０８とを含む。第１のピニオンギヤ２０６は、第１の翼１０４の第１のリブまたは支持体２１０に回転可能に結合されている（例えば、取り付けられている）。第１のピニオンギヤ２０６が回転されると、第１のラック２０４が外側に駆動され、これにより、第１のスラット１０８は、第１の翼１０４から外側に延伸される。一部の例において、第１のピニオンギヤ２０６は、扇形歯車を駆動し、扇形歯車が、第１のラック２０４を駆動する。第１のピニオンギヤ２０６は、第１のＧＲＡ２０８に結合されており、第１のＧＲＡ２０８によって駆動される。第１のＧＲＡ２０８は、上流シャフトまたは入力シャフト２１２（第１の高揚力装置駆動シャフト）および下流シャフトまたは出力シャフト２１４（第２の高揚力装置駆動シャフト）（図３に示されている）（例えば、高揚力装置駆動シャフト）を有する。第１のＧＲＡ２０８は、入力（例えば、入力シャフト２１２）と第１のピニオンギヤ２０６との間のギヤ比を変更するために使用され得るギヤ列（例えば、一連のギヤ、トランスミッション）を含む。一般に、ＰＤＵ１２８（図１）は、比較的高速（例えば、約７００回転／分（ＲＰＭ））で回転する。第１のＧＲＡ２０８は、第１のピニオンギヤ２０６に供給される回転速度を低下させ、これにより、第１のピニオンギヤ２０６に供給されるトルクを増大させる。第１のスラット１０８と同様に、第２のスラット１１０は、第２のラック２１８および第２のピニオンギヤ２２０を有する第２のアクチュエータ２１６を含み、第２のピニオンギヤ２２０は、第２のリブまたは支持体２２４に動作可能に結合されており、第２のＧＲＡ２２２によって駆動される。第２のＧＲＡ２２２は、上流シャフトまたは入力シャフト２２６および下流シャフトまたは出力シャフト２２８（例えば、高揚力装置駆動シャフト）を有する。第２のＧＲＡ２２２の出力シャフト２２８から第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２に回転エネルギーを伝達するために、例示的なトルク管組立体２００が採用されている。したがって、第２のＧＲＡ２２２の出力シャフト２２８が回転されると、回転力が、第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２に伝達される。同様のトルク管組立体が、スラット１０８〜１２０のそれぞれのアクチュエータ（例えば、ラック・ピニオンア組立体）のそれぞれの間に採用されてもよい。最も内側のスラットである第７のスラット１２０（図１）は、ＰＤＵ１２８（図１）によって駆動されるアクチュエータ（例えば、ピニオンギヤおよびＧＲＡ）を含む。このアクチュエータの出力は、例えば、トルク管組立体を介して第７のスラット１２０の別のアクチュエータまたは第６のスラット１１８のアクチュエータに動作可能に結合される。したがって、第２のＧＲＡの入力シャフト２２６（したがって、第２のピニオンギヤ２２０）は、第２のスラット１１０の内側のアクチュエータに動作可能に結合された上流トルク管組立体または第３のスラット１１２のアクチュエータからの上流トルク管組立体を介して（例えば、アクチュエータがスラット１０８〜１２０のそれぞれのためにいくつ使用されているかに応じて）回転される。同様に、第１のＧＲＡ２０８の出力シャフト２１４は、例示的なトルク管組立体を介して第１のスラット１０８の別のアクチュエータに動作可能に結合されてもよい。
【００１６】
図３は、第２のＧＲＡ２２２の出力シャフト２２８と第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２との間に結合された例示的なトルク管組立体２００単独の図を示している。図示の例において、トルク管組立体２００は、第２のＧＲＡ２２２の出力シャフト２２８とトルクチューブ３０４の第１の端部３０２との間の第１の継手３００を含む。また、トルク管組立体は、トルクチューブ３０４の第２の端部３０８と第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２との間の第２の継手３０６を含む。トルクチューブ３０４の長さは、必要に応じた長さであってもよい。
【００１７】
図４は、第１の継手３００の拡大図を示しており、図５は、第１の継手３００の分解図を示している。図示の例に示されているように、トルクチューブ３０４の第１の端部３０２は、第１のトルクチューブ取付具４００（例えば、端部取付具）に結合される。図示の例において、第１のトルクチューブ取付具４００は、電磁取付け(electromagnetic fitting)工程または電磁成形（ＥＭＦ）工程によってトルクチューブ３０４の第１の端部３０２に固定して結合されている。トルクチューブの端部に端部取付具を結合するための例示的なＥＭＦ工程は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，９８３，４７８号明細書に記載されている。ＥＭＦにより、トルクチューブの端部と端部取付具との間に優れた堅い機械的なトルク伝達結合部が作られる。
【００１８】
第１のトルクチューブ取付具４００は、スプライン結合器４０４と共に第１のＵ継手４０２を形成する。図５により明瞭に示されているように、第１のＵ継手４０２は、十字ジャーナル５００（例えば、スパイダ）および４つの軸受キャップ５０２（針軸受の配列を含む）を含み、これらは、第１のトルクチューブ取付具４００の第１のヨーク５０４（例えば、フォーク）とスプライン結合器４０４の第２のヨーク５０６との間に結合される。第１のトルクチューブ取付具４００は、壁部または板部５０８ならびに第１のヨーク５０４を形成するように板部５０８から延在する第１の耳部５１０および第２の耳部５１２を有する。第１の耳部５１０および第２の耳部５１２は、軸線５１７に沿って同軸に位置合わせされたそれぞれの第１の開口部５１４および第２の開口部５１６を有する。第１の開口部５１４および第２の開口部５１６は、十字ジャーナル５００の軸受キャップ５０２の２つを受け入れる。図示の例において、第１のヨーク５０４は、第１のトルクチューブ取付具４００と一体であり、したがって、実質的に単体の部品または構造を形成している。しかしながら、他の例において、第１のヨーク５０４および第１のトルクチューブ取付具４００は、互いに動作可能に結合される多数の部品から構成されてもよい。
【００１９】
図４および図５に示されているように、スプラインギヤ４０６は、第２のＧＲＡ２２２（図３）の出力シャフト２２８に結合される。スプラインギヤ４０６は、スプライン結合器４０４に結合される。詳細には、スプラインギヤ４０６は、スプライン結合器４０４の穴または開口部４１０内に受け入れられるスプライン環状部(splined annulus)４０８を有する。
【００２０】
図６は、スプライン結合器４０４単独の斜視図を示しており、図７は、スプライン結合器４０４に挿入されたスプラインギヤ４０６の断面図を示している。図６および図７に示されているように、スプライン結合器４０４は、壁部または板部６００を含む。環状壁部６０２は、スプライン結合器４０４の長手方向軸線６０４に中心が合わせられた開口部４１０を形作るように板部６００から延在する。スプライン結合器４０４は、第２のヨーク５０６を（例えば、環状壁部６０２とは反対の方向に）形成する、板部６００から延在する第１の耳部６０６および第２の耳部６０８を含む。第１の耳部６０６および第２の耳部６０８は、軸線６１４に沿って同軸に位置合わせされた第１の開口部６１０および第２の開口部６１２を各別に有する。図示の例において、軸線６１４は、長手方向軸線６０４に対して垂直である。第１の開口部６１０および第２の開口部６１２は、十字ジャーナル５００の軸受キャップ５０２（図５）の２つを受け入れる。図６に示されているように、スプライン結合器４０４の開口部４１０は、環状壁部６０２の内面６１８の周囲にスプライン６１６（例えば、リブ、溝、通路）を含む。図示の例において、スプライン結合器４０４（第２のヨーク５０６を含む）は、実質的に単体の部品または構造である。しかしながら、他の例において、スプライン結合器４０４は、互いに動作可能に結合される多数の部品から構成されてもよい。
【００２１】
図示の例において、スプライン結合器４０４は、環状壁部６０２を開口部４１０まで（例えば、長手方向軸線６０４に対して垂直な方向に）貫通する３つの孔またはアパーチャ６２０、６２２、６２４を含む。孔６２０、６２２、６２４は、スプラインギヤ４０６をスプライン結合器４０４に結合するためにネジ付締具５１８（図５）を受け入れるようになっている。図示の例において、孔６２０、６２２、６２４は、環状壁部６０２の周囲で等間隔に離間されている（例えば、互いに１２０°離されている）。他の例において、スプライン結合器４０４は、より多いもしくはより少ない孔を含んでもよく、および／または、孔は、異なる仕方で離間されてもよい。
【００２２】
図５および図７に示されているように、スプライン環状部４０８は、スプライン環状部４０８の周囲で周方向に離間された３つの突出している隆起部または延在部５２０、５２２、５２４を有する。延在部５２０、５２２、５２４は、スプライン結合器４０４の孔６２０、６２２、６２４に位置合わせされるべきそれぞれの孔５２６、５２８、５３０を含む。例えば、図７に示されているように、スプライン環状部４０８は、スプライン結合器４０４の開口部４１０に挿入される。スプライン環状部４０８の孔５２６、５２８、５３０は、スプライン結合器４０４のそれぞれの孔６２０、６２２、６２４に位置合わせされる。ネジ付締具５１８（図５）は、スプライン結合器４０４にスプラインギヤ４０６を結合するために孔６２０、６２２、６２４および孔５２６、５２８、５３０に螺合される。ネジ付締具５１８は、ボルト、ネジ、または任意の他の適切な締結機構であってもよい。
【００２３】
図８は、第２の継手３０６の拡大図を示しており、図９は、第２の継手３０６の分解図を示している。図示の例に示されているように、トルクチューブ３０４の第２の端部３０８は、第２のトルクチューブ取付具８００（例えば、端部取付具）に結合される。第２のトルクチューブ取付具８００は、第１のトルクチューブ取付具４００（図４）と実質的に同じであり、ＥＭＦ工程によってトルクチューブ３０４の第２の端部３０８に固定して結合される。第２のトルクチューブ取付具８００は、摺動スプラインシャフト８０４と共に第２のＵ継手８０２を形成する。図９により明瞭に示されているように、第２のＵ継手８０２は、十字ジャーナル９００および４つの軸受キャップ９０２（針軸受の配列を含む）を含み、これらは、第２のトルクチューブ取付具８００の第３のヨーク９０４と摺動スプラインシャフト８０４の第４のヨーク９０６との間に結合される。第２のトルクチューブ取付具８００は、壁部または板部９０８ならびに第３のヨーク９０４を形成するように板部９０８から延在する第１の耳部９１０および第２の耳部９１２を有する。第１の耳部９１０および第２の耳部９１２は、軸線９１８に沿って同軸に位置合わせされたそれぞれの第１の開口部９１４および第２の開口部９１６を有する。第１の開口部９１４および第２の開口部９１６は、十字ジャーナル９００の軸受キャップ９０２の２つを受け入れる。図示の例において、第３のヨーク９０４は、第２のトルクチューブ取付具８００と一体であり、したがって、実質的に単体の部品または構造を形成している。しかしながら、他の例において、第３のヨーク９０４および第２のトルクチューブ取付具８００は、互いに動作可能に結合される多数の部品から構成されてもよい。
【００２４】
図９および図１０に示されているように、摺動スプラインシャフト８０４は、壁部または板部９２０および板部９２０から延在する環状壁部または環状スリーブ９２２を含む。スリーブ９２２は、摺動スプラインシャフト８０４の長手方向軸線９２６に中心が合わせられた開口部９２４を形作っている。開口部９２４は、スリーブ９２２の内面９３０にスプライン９２８（例えば、リブ、溝、通路）を含む。開口部９２４は、対応するスプラインを含む、第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２を受け入れるようになっている。図示の例において、第４のヨーク９０６は、板部９２０から（例えば、スリーブ９２２とは反対の方向に）延在する第１の耳部９３２および第２の耳部９３４によって形成されている。第１の耳部９３２および第２の耳部９３４は、軸線９４０に沿って同軸に位置合わせされたそれぞれの第１の開口部９３６および第２の開口部９３８を有する。第１の開口部９３６および第２の開口部９３８は、十字ジャーナル９００の軸受キャップ９０２の２つを受け入れる。図示の例において、摺動スプラインシャフト８０４（第４のヨーク９０６を含む）は、実質的に単体の部品または構造である。しかしながら、他の例において、摺動スプラインシャフト８０４は、互いに動作可能に結合される多数の部品から構成されてもよい。
【００２５】
図示の例において、摺動スプラインシャフト８０４は、第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２に固定して結合されていない。その代わりに、摺動スプラインシャフト８０４は、入力シャフト２１２に沿って摺動することができ、これにより、トルク管組立体２００（図２）が、第１の翼１０４（図２）が撓むとき、または湾曲するときに軸方向に（例えば、長手方向に）移動することが可能となっている。さらに、Ｕ継手３００、３０６は、トルク管組立体が、第２のＧＲＡ２２２の出力シャフト２２８および第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２に対して角度方向に移動することを可能にする。したがって、トルク管組立体２００は、角度方向および／または軸方向に変位され、これにより、トルク管組立体２００が受ける歪みまたは不都合な力が、公知のシステムが受けるものよりも小さくなり得る。
【００２６】
一部の例において、１つ以上のトルクチューブ支持体が、２つのアクチュエータまたは駆動機構間に配置されてもよい（例えば、２つのアクチュエータ間の距離が比較的長い場合に）。したがって、一部の例において、トルク管組立体２００は、さらなるトルク管組立体に分けられるか、または分割されてもよい。例えば、シャフト（例えば、上流または下流のアクチュエータの）に結合される代わりに、摺動スプラインシャフト８０４は、トルクチューブ支持体（例えば、翼のリブまたは支持体）のスプラインシャフトに結合されてもよい。図１１は、トルクチューブ支持体１１００に摺動可能に結合された、トルク管組立体２００の摺動スプラインシャフト８０４の例を示している。トルクチューブ支持体１１００は、第１の翼１０４（図１）のリブまたは支持ビームに取り付けられてもよい。例えば、トルクチューブ支持体１１００は、リブまたは支持ビームに（例えば、１つ以上のボルトまたはネジによって）締結され得るフランジ１１０１を含む。図示の例において、トルクチューブ支持体１１００は、摺動スプラインシャフト８０４の開口部９２４（図９および図１０）に挿入されたスプラインシャフト１１０２を有する。摺動スプラインシャフト８０４は、スプラインシャフト１１０２に沿って摺動可能である。スプラインシャフト１１０２は、トルクチューブ支持体１１００の軸受を介して第１の結合器１１０４に回転エネルギーを伝達する。図示の例において、第１の結合器１１０４は、トルクチューブ支持体１１００に向かって／から外へ移動可能である（例えば、下流トルクチューブが軸方向に移動することを可能にするように）。第２のトルクチューブ１１０６は、第１の結合器１１０４から被駆動シャフト（必要に応じてピニオンシャフト、ＧＲＡの入力／出力シャフト、またはチューブ支持体など）に回転エネルギーを伝達するために使用される。第２のスプラインギヤ１１０８は、第２のトルクチューブ１１０６の第１の端部１１１０に固定して結合される。第２のスプラインギヤ１１０８は、図４に示されているスプラインギヤ４０６とほぼ同様であってもよい。第２のスプラインギヤ１１０８は、第１の結合器１１０４の開口部に挿入され、第１の結合器１１０４に固定して結合される。第１の結合器１１０４の開口部は、スプライン結合器４０４（図４）の開口部４１０とほぼ同様であってもよい。第２のスプラインギヤ１１０８および第１の結合器１１０４は、１つ以上のネジ付締具によって同様に結合されてもよい。図示の例において、第２のスプラインギヤ１１０８は、ＥＭＦ工程によって第２のトルクチューブ１１０６の第１の端部１１１０に固定して結合されている。しかしながら、他の例において、他の締結技術が、第２のトルクチューブ１１０６の第１の端部１１１０に第２のスプラインギヤ１１０８を結合するために実施されてもよい。
【００２７】
図示の例において、第３のスプラインギヤ１１１２は、第２のトルクチューブ１１０６の第２の端部１１１４に固定して結合されている。一部の例において、第３のスプラインギヤ１１１２は、ＥＭＦ工程によって第２のトルクチューブ１１０６の第２の端部１１１４に同様に固定して結合される。図示の例において、第３のスプラインギヤ１１１２は、第２の結合器１１１６に摺動可能に結合されている。第２の結合器１１１６は、第４のスプラインギヤ１１１８に結合されている。第４のスプラインギヤ１１１８は、ピニオンシャフト、ＧＲＡの入力／出力シャフト、または別のチューブ支持体に結合されてもよい。図示の例において、第４のスプラインギヤ１１１８は、第１の結合器１１０４および第２のスプラインギヤ１１０８と同様に、１つ以上のネジ付締具によって第２の結合器１１１６に固定して結合されている。図示の例において、第１の結合器１１０４は、トルクチューブ支持体１１００と相対的に軸方向に移動可能であり、第３のスプラインギヤ１１１２は、第２の結合器１１１６内で摺動可能である。これにより、第２のトルクチューブ１１０６が、トルクチューブ支持体１１００と下流の部材（ピニオンシャフト、ＧＲＡ、または別のチューブ支持体のスプラインシャフト）との間で軸方向に移動することが可能となっている。
【００２８】
図１２は、例示的なトルク管組立体（図２の例示的なトルク管組立体２００など）の構成および／または組立を行うために実施され得る例示的な方法１２００を示すフローチャートである。例示的な方法１２００は、第１のヨークを有する第１の取付具をトルクチューブの第１の端部に結合するステップ（ブロック１２０２）を含む。一部の例において、第１の取付具は、ＥＭＦによってトルクチューブの第１の端部に結合される。例えば、第１のトルクチューブ取付具４００（第１のヨーク５０４を含む）は、ＥＭＦによってトルクチューブ３０４の第１の端部３０２に結合される。例示的な方法１２００は、第２のヨークを有する第２の取付具をトルクチューブの第２の端部に結合するステップ（ブロック１２０４）を含む。一部の例において、第２の取付具は、ＥＭＦによってトルクチューブの第２の端部に結合される。例えば、第２のトルクチューブ取付具８００（第３のヨーク９０４を含む）は、ＥＭＦによってトルクチューブ３０４の第２の端部３０８に結合される。しかしながら、他の例において、第１のトルクチューブ取付具４００および第２のトルクチューブ取付具８００は、他の結合技術（例えば、溶接）によってトルクチューブ３０４に結合されてもよい。
【００２９】
例示的な方法１２００は、第１のＵ継手を形成するために第１の取付具の第１のヨークをスプライン結合器の第３のヨークに結合するステップ（ブロック１２０６）を含む。例えば、図５に示されているように、第１のトルクチューブ取付具４００の第１のヨーク５０４は、第１のＵ継手４０２を形成するためにスプライン結合器４０４の第２のヨーク５０６に結合される（例えば、十字ジャーナル５００および軸受キャップ５０２を介して）。例示的な方法１２００は、第２のＵ継手を形成するために第２の取付具の第２のヨークを摺動スプラインシャフトの第４のヨークに結合するステップ（ブロック１２０８）を含む。例えば、図９に示されているように、第２のトルクチューブ取付具８００の第３のヨーク９０４は、第２のＵ継手８０２を形成するために摺動スプラインシャフト８０４の第４のヨーク９０６に結合される（例えば、十字ジャーナル９００および軸受キャップ９０２を介して）。
【００３０】
例示的な方法１２００は、歯車付回転式アクチュエータ（ＧＲＡ）のシャフトまたは駆動部材の他の出力シャフトにスプラインギヤを結合するステップ（ブロック１２１０）を含む。例えば、図４に示されているように、スプラインギヤ４０６が、第２のＧＲＡ２２２（図２）の出力シャフト２２８に結合される。例示的な方法１２００は、スプラインギヤをスプライン結合器に挿入するステップ（ブロック１２１２）を含む。例えば、スプライン結合器４０４が、スプラインギヤ４０６が、スプライン結合器４０４の開口部４１０に挿入されるようにスプラインギヤ４０６に移動されてもよい。例示的な方法１２００は、スプラインシャフト（例えば、ピニオンギヤ、ＧＲＡ、またはチューブ支持体）を摺動スプラインシャフトに挿入するステップ（ブロック１２１４）を含む。例えば、摺動スプラインシャフト８０４が、入力シャフト２１２が、摺動スプラインシャフト８０４の開口部９２４内に受け入れられるように第１のＧＲＡ２０８の入力シャフト２１２に移動されてもよい。
【００３１】
例示的な方法１２００は、スプラインギヤをスプライン結合器に結合する（例えば、固定して結合する）ステップ（ブロック１２１６）を含む。例えば、図５から図７に示されているように、スプライン結合器４０４は、スプラインギヤ４０６の３つの孔５２６、５２８、５３０に位置合わせされる３つの孔６２０、６２２、６２４を含む。ネジ付締具５１８は、スプラインギヤ４０６をスプライン結合器４０４に固定して結合するために孔６２０、６２２、６２４、５２６、５２８、５３０に螺合されてもよい。
【００３２】
スプライン結合器は、駆動部材の出力に結合されるものとして説明され、摺動スプラインシャフトは、被駆動部材に結合されるものとして説明されているが、トルク管組立体は、逆にして使用されてもよいことが理解される。言い換えれば、摺動スプラインシャフトが、駆動部材のスプラインシャフトに結合され、これにより、駆動部材が、スプライン結合器を駆動してもよい。さらに、例示的なトルク管組立体は、航空機の高揚力装置に関して開示されているが、例示的なトルク管組立体は、回転エネルギーがある駆動シャフトから別の駆動シャフトに伝達される産業または用途で使用され得る。
【００３３】
前述の内容から、上に開示されたトルク管組立体およびこれを作製する方法が、上流の一連の駆動部と下流の駆動シャフトとのより柔軟な接続を実現することが認められる。詳細には、トルク管組立体は、航空機の翼またはトルク管組立体が連結される他の構造において発生し得る撓みおよび／または湾曲に適応するように軸方向および角度方向に移動し得る。結果として、トルク管組立体に集中する力または張力がより小さくなり、この結果、トルク管組立体の構造的完全性が改善される。
【００３４】
付記項１．航空機の翼に結合される第１の歯車付回転式アクチュエータであって、第１の駆動シャフトを有する第１の歯車付回転式アクチュエータと、
航空機の翼に結合される第２の歯車付回転式アクチュエータであって、第２の駆動シャフトを有する第２の歯車付回転式アクチュエータと、
第１の駆動シャフトと第２の駆動シャフトとの間に結合されるトルクチューブであって、トルクチューブの第１の端部が、第１のＵ継手によって第１の駆動シャフトに結合され、第１のＵ継手が、スプライン結合器とトルクチューブの第１の端部に結合される第１の端部取付具との間に形成されるトルクチューブと
を備える装置。
【００３５】
付記項２．スプライン結合器が、一体ヨークを含む、付記項１に記載の装置。
【００３６】
付記項３．第１の駆動シャフトに結合されるスプラインギヤをさらに含み、スプラインギヤが、スプライン結合器に結合される、付記項１または２に記載の装置。
【００３７】
付記項４．トルクチューブの第２の端部が、第２のＵ継手によって第２の駆動シャフトに結合される、付記項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【００３８】
付記項５．第２のＵ継手が、摺動スプラインシャフトとトルクチューブの第２の端部に結合される第２の取付具との間に形成される、付記項４に記載の装置。
【００３９】
付記項６．摺動スプラインシャフトが、第２の駆動シャフトに沿って摺動可能である、付記項５に記載の装置。
【００４０】
特定の例示的な方法、装置、および製品が、本明細書に開示されているが、本特許の対象の範囲は、これらに限定されない。それどころか、本特許は、本特許の特許請求の範囲内に正当に含まれるあらゆる方法、装置、および製品を含む。
【符号の説明】
【００４１】
１００  航空機、１０２  胴体、１０４  第１の翼、１０６  第２の翼、１０８〜１２０  スラット、１２２  前縁、１２４  フラップ、１２６  後縁、１２８  動力駆動ユニット、２００  トルク管組立体、２０２  第１のアクチュエータ、２０４  第１のラック、２０６  第１のピニオンギヤ、２０８  第１の歯車付回転式アクチュエータ（ＧＲＡ）、２１０  第１のリブまたは支持体、２１２  第１のＧＲＡの入力シャフト、２１４  第１のＧＲＡの出力シャフト、２１６  第２のアクチュエータ、２１８  第２のラック、２２０  第２のピニオンギヤ、２２２  第２のＧＲＡ、２２４  第２のリブまたは支持体、２２６  第２のＧＲＡの入力シャフト、２２８  第２のＧＲＡ２２２の出力シャフト、３００  第１の継手、３０２  トルクチューブの第１の端部、３０４  トルクチューブ、３０６  第２の継手、３０８  トルクチューブの第２の端部、４００  第１のトルクチューブ取付具、４０２  第１のＵ継手、４０４  スプライン結合器、４０６  スプラインギヤ、４０８  スプライン環状部、４１０  スプライン結合器の開口部、５００，９００  十字ジャーナル、５０２，９０２  軸受キャップ、５０４  第１のヨーク、５０６  第２のヨーク、５０８  第１のトルクチューブ取付具の壁部または板部、５１０  第１のトルクチューブ取付具の第１の耳部、５１２  第１のトルクチューブ取付具の第２の耳部、５１４  第１のトルクチューブ取付具の第１の耳部の第１の開口部、５１６  第１のトルクチューブ取付具の第２の耳部の第２の開口部、５１７，６１４，９１８，９４０  軸線、５１８  ネジ付締具、５２０，５２２，５２４  延在部、５２６，５２８，５３０  スプライン環状部の孔、６００  スプライン結合器の壁部または板部、６０２  環状壁部、６０４，９２６  長手方向軸線、６０６  スプライン結合器の第１の耳部、６０８  スプライン結合器の第２の耳部、６１０  スプライン結合器の第１の耳部の第１の開口部、６１２  スプライン結合器の第２の耳部の第２の開口部、６１６  スプライン、６１８  環状壁部の内面、６２０，６２２，６２４  スプライン結合器の孔、８００  第２のトルクチューブ取付具、８０２  第２のＵ継手、８０４  摺動スプラインシャフト、９０４  第３のヨーク、９０６  第４のヨーク、９０８  第２のトルクチューブ取付具の壁部または板部、９１０  第２のトルクチューブ取付具の第１の耳部、９１２  第２のトルクチューブ取付具の第２の耳部、９１４  第２のトルクチューブ取付具の第１の耳部の第１の開口部、９１６  第２のトルクチューブ取付具の第２の耳部の第２の開口部、９２０  摺動スプラインシャフトの壁部または板部、９２２  スリーブ、９２４  摺動スプラインシャフトの開口部、９２８  スリーブの内面のスプライン、９３０  スリーブの内面、９３２  第４のヨークの第１の耳部、９３４  第４のヨークの第２の耳部、９３６  第４のヨークの第１の耳部の第１の開口部、９３８  第４のヨークの第２の耳部の第２の開口部、１１００  トルクチューブ支持体、１１０１  フランジ、１１０２  スプラインシャフト、１１０４  第１の結合器、１１０６  第２のトルクチューブ、１１０８  第２のスプラインギヤ、１１１０  第２のトルクチューブの第１の端部、１１１２  第３のスプラ���ンギヤ、１１１４  第２のトルクチューブの第２の端部、１１１６  第２の結合器、１１１８  第４のスプラインギヤ
【図１】
2017030725.tif 000003
【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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【外国語明細書】
2017030725000001.pdf