JPH065116B2

JPH065116B2 - ジンバル・ジョイント装置のためのピボット・ピン構造

Info

Publication number: JPH065116B2
Application number: JP3518316A
Authority: JP
Inventors: エルムーア，アーサー; ウルフ，ピーター
Original assignee: SUTEINRESU SUTEIIRU PURODAKUTSU Inc
Current assignee: SUTEINRESU SUTEIIRU PURODAKUTSU Inc
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1994-01-19
Anticipated expiration: 2009-01-19
Also published as: DE69120655D1; EP0504384A4; JPH05503761A; US5280968A; WO1992007211A1; EP0504384A1; EP0504384B1

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景（産業上の利用分野）本発明は、配管のためのジョイント装置に関するもの
で、さらに特定すれば、航空機用高圧配管システムの部
分を、フレキシブルな形で連結するために使用されるジ
ンバル・ジョイントに組み込まれるピボット・ピンに関
するもので、これにより、配管の部分が、ジョイントに
かかる摩擦による応力が大幅に減るようにした本発明に
よって可能となった方法で、お互いに相対的に、ジョイ
ント部で旋回できるようなジョイント装置に関する。

（従来の技術）航空機産業においては、配管が使用される様々の航空機
の不均一な内部通路にうまく高圧配管が収納されるため
には、高圧配管はフレキシブルでなければならない。こ
の要求に答えるために、管の各部は、通常のジンバル・
ジョイントを使用してお互いに連結される。ジンバル・
ジョイントは、航空機の中に管を組み込む際に、必要な
フレキシビリティを提供するものである。そのようなジ
ョイントはまた、航空機が運行中に配管が環境からのス
トレスを受ける時に、管が限られた範囲であるが、自由な動きができるようにするものである。

例えば、航空機の高温の排気が管を通ることによって管
の中に生じる高温状態は、管やジョイント部に環境によ
るストレスを与える基本的な原因となる。圧力が変動す
ることもまた、管とジョイントにストレスを生じる。そ
のような環境からの圧力に対応するために、管のジョイ
ントは、角度の変化が可能なようにデザインされてい
る。この方法で、ストレスのいくぶんかは、ジョイント
の軸のまわりの回転運動の形で緩和される。

（発明の概要）この解決法で問題となるのは、ピボット・ピンの表面と
ジョイントの壁面の間に生じるジョイント内部の摩擦力
が、回転運動に抵抗をもち込むことである。これらの摩
擦力は、ジョイントの回転が起こると、回転運動の力に
うち負かされる。環境からのストレスは、ジョイント内
部の摩擦力に打ち勝つのに十分な強さであるが、しかし
その結果として、ジョイントは損傷を受ける。実際、く
り返される摩擦によるジョイント内部のひずみは、累積
効果を受ける。長期間の使用の後では、ピボット・ピン
は疲労し、破損する。ピボット・ピンが破損すると、通
常はジョイントのまわりの回転エネルギーの形で害にな
らずに緩和される環境からのストレスが、管の中で累積
し、配管システムの他の部品の疲労や破損をひき起こす
可能性がある。

従来の技術によるピボット・ジョイントの破損というこ
の問題を解決するために、本発明では、連続的にジョイ
ントに潤滑剤を塗る方法を提供することによって、有害
な摩擦の大きさを減少させるものである。本発明による
ピボット・ピンは、この目的を達成するために、二つの
構造的特徴を備えている。第一は、ピボット・ピンの頭
部のベース位置するリザーバである。リザーバが組み込
まれる時には、潤滑剤が入れられている。ピンが軸回転
運動すると、小量の潤滑剤が放出され、ジョイントにし
み出していく。ジョイントへの潤滑剤のしみ出し量は、
ジョイントの全寿命のある期間に、ジョイントが必要と
する量にみあう量である。

本発明のピボット・ピンの第二のユニークな構造的特徴
は、ピボット・ピンのロッド部分の表面に関するもので
ある。ロッド部分の表面は、刻み目がついている。刻み
目の付いた表面をつくることによって、リザーバから放
出される潤滑剤が、ロッドの刻み目のくぼみに捕えられ
る。このようにして、潤滑剤がロッドの表面と、ピボッ
ト・ピンのロッドがはまり込むジョイントの穴の内壁の
間に捕獲される。このように、潤滑剤は、ジョイントの
摩擦を減らすのに最も効果的な場所に送り込まれる。潤
滑剤のリザーバと、刻み目をつけた表面の組み合わせ構
造によって、ジョイント内の摩擦によって起きるピボッ
ト・ピンの破損の頻度を大幅に減らすことができる。

本発明の目的は、ジョイントの回転中の摩擦を減らすこ
とができる。ジンバル・ジョイント用のピボット・ピン
を提供することにある。

本発明のもう一つの目的は、ジョイントを滑らかにする
ために、ジョイントに送られる潤滑剤を保持するリザー
バをピンの頭部のベースに取りつけた、ピボット・ピン
を提供することにある。

本発明のもうひとつの目的は、刻み目のついた表面をも
つロッドでできたピボット・ピンを提供することにあ
り、その結果、ジョイントにある潤滑剤は、刻み目のく
ぼみに捕えられて、ジョイントの中で、潤滑剤が最大限
に利用され、ジョイントからの潤滑剤のしみ出しを最小
限にできる構造のピボット・ピンを提供することにあ
る。

さらに、本発明にもう一つの目的は、潤滑剤のリザーバ
とピボット・ピンのロッドの刻み目のついた表面の組み
合わせによって、潤滑剤を最大にし、ジョイント内での
摩擦を最少とする構造を提供することにある。

本発明の利点は、添付の図面を参照することによって、
さらに明確に理解されよう。

（図面の簡単な説明）第１図は、新しいピボット・ピンを採用したジンバル・
ジョイントによって連結された管の二つの部分の外側立
面図である。

第２図は、第１図の線２−２に沿った、新しいピボット
・ピンを採用したジンバル・ジョイントの断面図であ
る。

第３図は、第１図の線３−３に沿った、ジンバル・ジョ
イントの断面図である。

第４図は、第３図の線４−４に沿った、ジンバル・ジョ
イントに組み込まれた本発明の拡大断面図である。

第５図は、第４図の展開図である。

（好ましい実施例の詳細な説明）第１図は、一般的に１０で示されるジンバル・ジョイン
トを示している。ジンバル・ジョイント１０は、管１２
の二つの部分を連結する。管１２のそれぞれの部分は中
心軸１４をもっている。ジンバル・ジョイント１０は、
少なくとも一対の対向するピボット装置１６と保持リン
ク１８をもち、第３図に示されるような、それぞれのピ
ボット装置１６の一部を形成する。保持リング１８に加
えて、それぞれのピボット装置にはクレビス２０とピボ
ット・ピン２２がある。ピボット・ピン２２は、保持リ
ング１８を、クレビス２０を通してはめ込まれ、ピボッ
ト装置１６を形成する。

それぞれのクレビス２０は、輪状のカラー２４と、フレ
アー部分２６と、平らな部分２８とで構成される。クレ
ビス２０のカラー２４は、カラー２４をフレアー２６に
つなぐ第一の曲がり部１９をもつ。フレアー部２６は、
フレアー部２６を平らな部分２８につなぐ第二の曲がり
部２１をもつ。クレビス２０のカラー２４は、熔接３０
によって、管１２に連結されている。フレアー部２６
は、カラー２４から外側に向かって拡がり、したがっ
て、平らな部分２８の管１２の中心軸１４からの距離３
２は、カラー２４の半径３４よりも大きくなっている。

クレビス２０の平らな部分２８には、ピボット・ピン２
２を受けるためにつくられた滑らかな穴３６がある。滑
らかな穴３６は、内側表面３８をもっている。潤滑用穴
３６の内側表面３８は、ピボット・ピン２２とはまり合
って、詳細を以下に述べるように、摩擦を減らす構造と
なっている。

さらに、クレビス２０の平らな部分は、上部表面４０と
下部表面４２をもっている。下部表面４２には、そこか
ら突き出た二重リングあるいは強化カラー４４がある。
強化カラー４４は、潤滑用穴３６を、おおわないけれど
も、それをとり囲む、このようにして、強化カラー４４
は、潤滑用穴３６の一部を形成して、その中にピン２２
を受け入れる。

リング１８に作られているのが、ピボット・ピン２２を
受けるための一個あるいはそれ以上の横方向の穴４６で
ある。ピボット・ピン２２はリング１８の横方向の穴を
通って伸び、クレビス２０の平らな部分２８にある潤滑
用穴にはいり、ジンバル・ジョイント１０を形成する。

ピボット・ピン２２は、頭部４８とロッド部５０とで構
成される。ピボット・ピン２２の頭部４８は半径５２を
もち、ロッド部５０は半径５４をもつ。頭部４８の半径
５２は、以下に明らかになる理由によって、ロッド部５
０の半径よりも大きくなければならない。

頭部４８は、上部表面５６、下部表面５８、円筒表面６
０及び中心軸６２をもつ。頭部４８の円筒表面６０に形
成されているのが、外側ねじ６４である。頭部４８にあ
るねじ６４を受けるために、リング１８を通って伸びる
横方向の穴４６は、内側表面６６をもっている。内側表
面６６につくられているのが、頭部４８の外側ネジ６４
を受けるための補完ねじ６８である。頭部４８の上部表
面５６には、ピボット・ピンを保持リング１８にねじ込
むためのスロット７０がつくられている。熔接ビーズ７
２がピボット・ピン２２を所定の場所に固定している。

ロッド部分５０は、上部表面７４、下部表面７６、円筒
形表面７８及び中心軸８０をもっている。ロッド部分５
０の上部表面７４は、頭部４８の下部表面５８と同じ高
さで、それと一体としてつくられている。さらに、頭部
４８の中心軸６２は、ロッド部分５０の中心軸６２と同
じ線に並んでいる。頭部４８の半径５２は、ロッド部分
５０の半径５４よりも大きいので、ロッド部分５０と頭
部４８の間の半径の差によってオーバーハング８２がで
きる。オーバーハンク８２は、終端部８６によって輪状
のくぼみ８４を形成する。第４図に示されるように、ピ
ボット・ピン２２がピボット装置に組み込まれた時、輪
状のくぼみ８４の終端部８６は、リング１８の表面と接
触する。その結果、輪状のくぼみ８４とリング１８は、
空洞あるいはリザーバ８８の境界を形成する。この空洞
８８が潤滑剤９０のリザーバとして使用される。リザー
バ８８は、潤滑間隙９２と連絡している。潤滑間隙９２
は、穴の内側表面３８と、ロッド部分５０の円筒表面７
８との間の空間として定義される。

望ましい実施例では、ロッド部５０の円筒表面７８に
は、刻み目９４がついている。ロッド部分５０が、潤滑
穴３６にはめ込まれた時、ロッド部５０の円筒表面７８
と潤滑穴３６の内側表面との間に、刻み目９４によって
できる不均一表面のせいで、ポケト９６がつくられる。
これらのポケット９６が集合として潤滑間隙９２を形成
する。このポケット９６が、リザーバ８８から、潤滑剤
が、ロッド部５０の円筒表面と、潤滑用穴３６の内側表
面３８との間にしみ出すようにしている。ロッド部５０
の円筒表面７８にある刻み目９４もまた、潤滑剤を補足
するのを助け、潤滑剤が洩れ出さないようにしている。
このような方法でピボット・ピンは潤滑剤が塗られる。

本発明のもう一つの実施例では、刻み目のついた表面を
潤滑用穴３６の内側表面３８にもつけることができる。

さらに、本発明のもう一つの実施例では、二重のクレビ
ス（図示されていない）も使用することができる。二重
のクレビスには、クレビスの前記すそ広がりになった部
分からのびて、お互いに平行な二つの平らな部分があ
る。保持リングは、二重クレビスの二つの平らな部分の
間を通る。ピボット・ビンは、その二重構造を通しての
びる。

ジョイント１０の摩擦力は、ピボット・ピン２２と、ピ
ボット・ピン２２がはまりこむ潤滑用穴３６の内側表面
３８を、異なる硬度の合金でつくことによって、さらに
軽減させることができる。例えば、Ｌ−６０５（ＡＭＳ
５５３７Ｅ）のようなコバルト合金がピボット・ピン２
２に使われ、インコネル７１８（ＡＭＳ５６６２Ｆ、５
６６３Ｇ、５６６４Ｂ）のようなニッケル合金が、潤滑
用穴３６の内側表面３８に使用される。コバルト合金
は、ニッケル合金にくらべて比較的柔らかく、ピボット
・ピン２２の方が早く摩耗する。また、もし潤滑用穴３
６の内側表面３８が柔らかい合金ででき、ピボット・ピ
ン２２がより硬い合金でできている場合も同様に満足な
結果が得られる。いずれの場合にも、二つの金属の硬度
を違えることによって、同じ硬度の二つの合金の場合、
よりストレスがかかり、お互いに摩耗するという現象を
避けることができる。

高圧で使用する場合に、ジンバル・ジョイントからガス
が逃げるのを防ぐために、ジョイントにはベローズ９８
が組み込まれている。アメリカ合衆国特許３，２４１，
８６８号を参照されたい。

本発明及びそれに付随する利点は、前記の記述から明ら
かであろう。また、本発明の精神から離れることなし
に、さまざまな変更が可能であるのは明白である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一対のピボット装置をもつジン
バル・ジョイント装置で、ジンバル・ジョイント装置は
それを取り囲む保持リングをもち、前記保持リングに
は、リングを貫通する少なくとも一対の対向する横方向
の穴があり、それぞれのピボット装置はピボット・ピン
をもち、前記ピボット・ピンには頭部とロッド部があ
り、前記頭部とロッド部を貫いて中心軸が走り、前記頭
部の半径は前記ロッド部の半径よりも大きく、前記頭部
は、前記ロッド部に対してオーバーハング状態となり、
前記ピボット装置のそれぞれにはクレビスがあり、前記
クレビスには平らな部分があり、前記平な部分には潤滑
用穴が形成され、前記潤滑用穴には内側表面があり、前
記の保持リングの横方向の穴と前記潤滑用穴は一線にな
らんでおり、前記ピボット・ピンが前記保持リングの横
方向の穴を通って潤滑用穴にはまり込み、前記潤滑用穴
の前記内側表面と前記ロッド部の間に潤滑用空隙が形成
されている。ジンバル・ジョイント装置で、以下の改良
が行われたもの、すなわち、前記頭部の前記オーバーハングに形成されるくぼみは、
潤滑剤を収納するようになっており、前記くぼみには終
端部があり、前記終端部は前記保持リングと接触してい
て、前記くぼみと前記保持リングは潤滑剤のリザーバを
つくり、前記潤滑剤用リザーバが前記潤滑空間と通じ合
っていることを特徴とする、ジンバル・ジョイント装
置。
【請求項２】前記オーバーハングに形成される前記くぼ
みが輪状である請求項１記載のジンバル・ジョイント装
置。
【請求項３】前記ピボット・ピンの前記ロッド部分が、
刻み目のついた表面をもち、潤滑剤の保持能力が増し
た、請求項１記載のジンバル・ジョイント装置。
【請求項４】前記潤滑用穴の前記内部表面に刻み目がつ
いており、したがって、潤滑剤の保持能力が増した、請
求項１記載のジンバル・ジョイント装置。
【請求項５】前記潤滑用穴の前記内側表面は、金属合金
からつくられており、前記ピボット・ピンの前記ロッド
部分は、前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金と
は異なる硬度の金属合金からつくられていることを特徴
とする、請求項１記載のジンバル・ジョイント装置。
【請求項６】前記潤滑穴の前記内側表面の前記金属合金
は、Ｌ−６０５からできており、前記ピボット・ピンの
前記ロッド部分の前記金属合金は、インコネル７１８か
らできていることを特徴とする、請求項５記載のジンバ
ル・ジョイント装置。
【請求項７】前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合
金がインコネル７１８でできており、前記ピボット・ピ
ンの前記ロッド部分の前記金属合金がＬ−６０５ででき
ていることを特徴とする、請求項５記載のジンバル・ジ
ョイント装置。
【請求項８】ジンバル・ジョイント装置で、少なくとも
一対の対向するピボット装置があり、それぞれの前記ピ
ボット装置はクレビスをもち、前記クレビスは平らな部
分をもち、前記平らな部分はそこを貫通してつくられる
潤滑用穴をもち、前記潤滑穴には、内側表面があり、保持リングが前記対向するピボット装置をとり囲み、前
記保持リングにはそこを貫通して作られる少なくとも一
対の対向する横方向の穴があり、前記保持リングの前記
横方向の穴は、前記クレビスの前記平らな部分の前記穴
と一線に並んでおり、ピボット・ピンは頭部とロッド部をもち、中心軸が前記
頭部と前記ロッド部を通って走り、前記頭部は前記ロッ
ド部よりも大きな半径をもち、前記頭部は前記ロッド部
に対してオーバーハングを形成し、前記ピボット・ピン
が、前記保持リングの横方向の穴と、前記クレビスの前
記平らな部分の潤滑用穴を通ってはまり込み、潤滑用間隙が、前記潤滑用穴の前記内側表面と前記ロッ
ド部の間に形成され、くぼみ部が前記頭部の前記オーバーハングに形成され、
前記くぼみ部は終端部は前記保持リングと接触し、潤滑剤のリザーバが前記くぼみ部と保持リングによって
形成され、前記潤滑剤のリザーバが前記潤滑用間隙と通
じ合っていることを特徴とする、ジンバル・ジョイント
装置。
【請求項９】前記オーバーハングに形成される前記くぼ
み部が輪状である、請求項８記載のジンバル・ジョイン
ト装置。
【請求項１０】前記ピボット・ピンの前記ロット部が、
刻み目のついた表面をもち、潤滑剤の保持能力が増した
ことを特徴とする、請求項８記載のジンバル・ジョイン
ト装置。
【請求項１１】前記潤滑用穴の前記内側表面に刻み目が
ついており、したがって、潤滑剤の保持能力が増した、
請求項８記載のジンバル・ジョイント装置。
【請求項１２】二対の対向するピボット装置をもつ、請
求項８記載のジンバル・ジョイント装置。
【請求項１３】前記潤滑用穴の前記内側表面が金属合金
でできており、前記ピボット・ピンの前記ロッド部は、
前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属合金とは異なる
硬度の金属合金からつくられていることを特徴とする、
請求項８記載のジンバル・ジョイント装置。
【請求項１４】前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属
合金は、Ｌ−６０５からできており、前記ピボット・ピ
ンの前記ロッド部分の前記金属合金は、インコネル７１
８からできていることを特徴とする、請求項１３記載の
ジンバル・ジョイント装置。
【請求項１５】前記潤滑用穴の前記内側表面の前記金属
合金は、インコネル７１８からできており、前記ピボッ
ト・ピンの前記ロッド部分の前記金属合金は、Ｌ−６０
５からできていることを特徴とする、請求項１３記載の
ジンバル・ジョイント装置。