特許 6046968 多数の巡航位置を可能にする、大きなファウラ運動のコンパクトな航空機フラップ機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6046968

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】多数の巡航位置を可能にする、大きなファウラ運動のコンパクトな航空機フラップ機構

(51)【国際特許分類】

   B64C 3/50 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   B64C3/50

【請求項の数】8

【外国語出願】

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-208299(P2012-208299)

(22)【出願日】2012年9月21日

(65)【公開番号】特開2013-67376(P2013-67376A)

(43)【公開日】2013年4月18日

【審査請求日】2015年7月29日

(31)【優先権主張番号】13/242,296

(32)【優先日】2011年9月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】サクライ セイヤ

(72)【発明者】

【氏名】ホイートン， ジェームス エム．

(72)【発明者】

【氏名】フォックス， スティーヴン ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】チョー， シャーロン シアントン

【審査官】 畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】 蘭国特許出願公開第０８６００６１６（ＮＬ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３８５３２８９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ ３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

航空機の後縁フラップ機構であって、
第１の回転軸および前記第１の回転軸の後方の第４の回転軸（７２）を有する後方部分（１６）を有する支持ビーム（１４）と、
フラップ（１２）を支持するフラップキャリアビーム（２２）であって、前端に第２の回転軸を有し、前記第２の回転軸の後方の前記フラップのノーズ輪郭（２８）内に第３の回転軸を有する、フラップキャリアビーム（２２）と、
前記第１の回転軸と前記第２の回転軸を相互連結する第１のリンク（３０）と、
前記第３の回転軸と前記第４の回転軸（７２）を相互連結する第２のリンク（３２）と
を備え、
前記支持ビーム（１４）が前記後方部分（１６）から前方に延在する前方部分（３４）を有し、前端に第１の固定ヒンジ軸（３８）における連結のための第５の回転軸を有し、
前記後縁フラップ機構はさらに、
連結リンク（４０）であって、前端に第２の固定ヒンジ軸（４４）における連結のための第６の回転軸を有し、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸の中間の前記第１のリンク（３０）に連結される第７の回転軸を有する、連結リンク（４０）と、
翼（２）の固定部分と前記第１のリンク（３０）の間に動作可能に連結されるアクチュエーションシステムと
を備える、後縁フラップ機構であって、
前記後縁フラップ機構が巡航位置及び着陸位置にあるとき、前記第６の回転軸が前記連結リンクの前端にある、後縁フラップ機構。

【請求項2】

前記アクチュエーションシステムが、
前記翼の前記固定部分に連結され、クランクアーム（５８）を有する、ロータリアクチュエータ（４８）と、
前記クランクアーム（５８）と前記第１のリンク（３０）の間に枢動可能に連結されるドライブリンク（５０）と
を備える、請求項１に記載の後縁フラップ機構。

【請求項3】

前記アクチュエーションシステムが、リニアアクチュエータを備える、請求項１に記載の後縁フラップ機構。

【請求項4】

前記フラップキャリアビーム（２２）の前方部分と前記第１のリンク（３０）との間の相互連結が、球面軸受を含む、請求項１、２または３に記載の後縁フラップ機構。

【請求項5】

前記第３の回転軸における前記第２のリンク（３２）の相互連結が、球面軸受を含む、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の後縁フラップ機構。

【請求項6】

前記第４の回転軸（７２）における前記第２のリンク（３２）の相互連結が、球面軸受を含む、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の後縁フラップ機構。

【請求項7】

航空機の翼であって、
上面（２）と、
下面（６）と、
後桁（８）と、
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の後縁フラップ機構と
を備える、航空機の翼。

【請求項8】

航空機のフラップを配置する方法であって、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載のフラップ機構を用意するステップと、
翼構造の固定部分と前記第１のリンク（３０）との間に連結されるアクチュエーションシステムを動作させ、それによってフラップが展開位置、収容位置またはそれらの間の位置に動かされるステップと
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、一般的に、航空機の空力学的フラップ伸展機構の分野に関し、より詳細には、引込み位置において小さい範囲で実質的に直線運動をするが、大きなファウラ伸展および迅速な垂下を実現する、コンパクトな動作リンク機構に関する。

【背景技術】

【0002】

現代の民間ジェット航空機には、効率を高めるために、離陸および着陸位置において垂下するスポイラとともに働き巡航位置範囲が小さいフラップが必要になってきている。この非常に望ましい機能に必要なフラップ機構は、大きなファウラ運動の必要性と併せて考えると、奥行きがあり幅が広く、大きな空力学的フェアリングを必要とし、このことが過度の巡航抗力の原因になってしまう。

【0003】

近年、「後縁可変キャンバ」（ＴＥＶＣ）として知られる、垂下スポイラ着陸位置と多様巡航位置の組み合わせが民間航空機に導入されてきている。現在のデザインには、ファウラ運動、すなわち翼弦長すなわち平面形状を増大させる後方運動が比較的小さい、比較的小さい後縁フラップが使われている。現在のデザインの一例は、翼が固定されている主要構造に対して静止しているスパン方向ヒンジ軸まわりにフラップが枢動する、簡単なヒンジ連結のフラップである。大きなフラップおよびファウラ運動の増大が必要な場合、フラップヒンジ軸を翼の下のより大きな距離にオフセットされなければならない。その結果、より奥行きがあるヒンジおよびより大きなフラップ支持構造に対応できるようにフェアリングがより大きくなる。より大きなフェアリングにより航空機の空力学的抗力が増大する。そうした簡単なヒンジ連結フラップの一例は、米国特許第７８９１６１１号に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第７８９１６１１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、ファウラ運動が大きく垂下するスポイラに対応できる離陸および着陸のフラップ配置が良好であり、さらに空力学的にシール可能な幅広い巡航位置を有し、巡航抗力を大幅に改善するために全てがまとめられたコンパクトなパケージのフラップシステムを提供することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書に開示される実施形態は、大きなファウラ伸展、後縁可変キャンバ運動および垂下運動のための後縁フラップリンク機構を提供する。リンク機構は、１）第１の回転軸および第１の回転軸の後方の第４の回転軸を有する後方部分を有する支持ビーム、２）空力学的フラップを支持するフラップキャリアリアビームであって、前端に第２の回転軸を有し、フラップ自体に第３の回転軸を有する、フラップキャリアビームを含む。例示的な実施形態では、第３の回転軸は第２の回転軸の後方のフラップのノーズ輪郭内にある。りンク機構は、３）第１の回転軸と第２の回転軸を相互連結する第１のリンク、４）第３の回転軸と第４の回転軸を相互連結する第２のリンクを含む。支持ビームは、さらに、後方部分から斜め前方に延在する第２の部分を有し、前端に第１の固定ヒンジ軸における接地連結のための第５の回転軸を有する。連結リンクは、前端に第２の固定ヒンジ軸における接地連結のための第６の回転軸を有し、第１の回転軸と第２の回転軸の中間の第１のリンクに連結される第７の回転軸を有する。アクチュエーションシステムは、翼構造の固定部分と第１のリンクの間に動作可能に連結される。第１の実施形態では、アクチュエーションシステムは、入れ子式油圧アクチュエータまたはボールねじアクチュエータなどのリニアアクチュエータを含むことができる。第２の実施形態では、アクチュエーションシステムは、ロータリアクチュエータ、クランクアームおよびドライブリンクを含むことができる。アクチュエーションシステムを動作させることによって、フラップが展開位置、収容位置またはそれらの間の位置に動かされる。

【0007】

本発明の一態様によれば、航空機の後縁フラップ機構であって、第１の回転軸および第１の回転軸の後方の第４の回転軸を有する第１の部分を有する支持ビームと、空力学的フラップを支持するフラップキャリアビームであって、前端に第２の回転軸を有し、第２の回転軸の後方のフラップのノーズ輪郭内に第３の回転軸を有する、フラップキャリアビームと、第１の回転軸と第２の回転軸を相互連結する第１のリンクと、第３の回転軸と第４の回転軸を相互連結する第２のリンクとを備える後縁フラップ機構であり、前記支持ビームが、第１の部分から斜め前方に延在する第２の部分を有し、前端に第１の固定ヒンジ軸における連結のための第５の回転軸を有し、後縁フラップ機構は、連結リンクであって前端に第２の固定ヒンジ軸における連結のための第６の回転軸を有し、第１の回転軸と第２の回転軸の中間の第１のリンクに連結される第７の回転軸を有する連結リンクと、第１のリンクに枢動可能に係合されるドライブリンクに動作可能に連結されるアクチュエータとを備える、後縁フラップ機構が提供される。

【0008】

有利には、アクチュエーションシステムは、第８の回転軸において第３の固定軸まわりの回転を有し第９の回転軸においてドライブリンクの前端に回転可能に連結されるように延在するクランクアームを有する、ロータリアクチュエータを含む。

【0009】

有利には、ドライブリンクの枢動係合部は、第１の回転軸と第２の回転軸の中間の第１０の回転軸にある。

【0010】

有利には、ドライブリンクの枢動係合部は、第７の回転軸と第２の回転軸の中間の第１０の回転軸にある。

【0011】

有利には、第３の固定軸は、翼の後桁に隣接して配置される。

【0012】

有利には、第３の固定軸は、第１の固定軸と第２の固定軸の中間にある。

【0013】

有利には、連結リンクはサイドフランジおよびサイドフランジと連結するブリッジを含む。好ましくは、第１のリンクは、前方に延在するブレードを含み、第７の回転軸はそのブレードに取り囲まれ、そのブレードに連結リンクのサイドフランジが回転可能に取り付けられる。好ましくは、支持ビームの第２の部分は、第１のリンクのブレードを受容する中心リリーフを形成する二また部材を含む。有利には、フラップキャリアビームの前端は、引込み位置において、連結リンクのサイドフランジの間に受容される。

【0014】

有利には、第１のリンクは、Ａ字形フレームであって前記第１の回転軸がＡ字形フレームの脚部の軸受内径面を通って延在するＡ字形フレームと、頂点にフラップキャリアビームの前方部分を受容するクレビスとを備え、前記フレームはドライブリンクを受容するＡ字形フレームの前面から前方に延在する第２のクレビスをさらに含む。好ましくは、フラップッキャリアビームの前方部分と第１のリンクの第１のクレビスとの相互連結が球面軸受であり、ドライブリンクと第１のリンクの第２のクレビスとの相互連結が球面軸受である。

【0015】

好ましくは、第２の回転ポイントにおける第１のリンクの相互連結ならびに第３および第４の回転ポイントにおける第２のリンクの相互連結は、球面軸受である。

【0016】

本発明の他の態様によれば、上面、下面、後桁および後縁フラップ機構を備える航空機の翼が提供される。後縁フラップ機構は、ファウラ運動、後縁可変キャンバ運動および垂下運動のためのヒンジ連結された四辺形リンク機構を有する後縁可変キャンバを実現し、第１の回転軸および第１の回転軸の後方の第４の回転軸を有する第１の部分を有する支持ビームと、空力学的フラップを支持するフラップキャリアビームであって、前端に第２の回転軸を有し、第３の回転軸の後方のフラップのノーズ輪郭内に第３の回転軸を有する、フラップキャリアビームと、第１の回転軸と第２の回転軸を相互連結する第１のリンクと、第３の回転軸と第４の回転軸を相互連結する第２のリンクとを備える後縁フラップ機構であり、前記支持ビームが、第１の部分から斜め前方に延在する第２の部分を有し、前端に第１の固定ヒンジ軸における接地連結のための第５の回転軸を有し、後縁フラップ機構は、連結リンクであって前端に第２の固定ヒンジ軸における接地連結のための第６の回転軸を有し、第１の回転ポイントと第２の回転ポイントの中間の第１のリンクに連結される第７の回転軸を有する連結リンクと、第１のリンクに連結されるアクチュエータとを備える。ドライブリンクによる作動によって、連結リンクが休止している状態でフラップのノーズプロファイルの翼の下面に実質的に平行な最初の前後運動が行われ、伸展する後方運動によって、連結リンクが休止から脱し、支持ビームによる倍増効果で翼の上面に対するフラップ角の迅速な変更が行われる。

【0017】

有利には、アクチュエータは、後桁の後方に取り付けられ第８の回転ポイントにおいて第３の固定軸まわりの回転を有し、第９の回転ポイントにおいてドライブリンクの前端に回転可能に連結されるように延在するクランクアームを有する、ロータリアクチュエータである。第３の固定軸は、第１の固定軸と第２の固定軸の中間にある。

【0018】

有利には、航空機の翼は、スポイラをさらに備える。前記スポイラは、フラップ角と協調したやり方で垂下する。

【0019】

本発明のさらに他の態様によれば、後縁フラップ機構の動作方法が提供される。動作方法は、ポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに４本の回転軸を有するリンク機構を、ＡＢリンク、ＢＣリンク、ＣＤリンクおよびＡＤリンクとともに用意するステップと、支持ビームをポイントＤでＣＤリンクにポイントＡでＡＢリンクに傾けて取り付けるようにポイントＥにおける前方構造固定ヒンジ軸にＣＤリンクを接合させるステップと、運動を作動させるＢＣリンクにフラップを固定するステップと、ポイントＦの構造固定ヒンジ軸と、ポイントＡとポイントＢの中間のＡＢリンク上のポイントＧの回転軸との間に連結リンクを取り付けるステップと、ポイントＡとポイントＢの中間のポイントＫの回転軸においてＡＢリンクにアクチュエータを連結するステップであって、それによってフラップの上方ＴＥＶＣ動作のためにＡＢリンクが前方に回転され、フラップの下方ＴＥＶＣ動作のために連結リンクが休止している状態でＡＢリンクが後方に付勢され、支持ビームがほぼ静止しているポイントＧまわりに回転するロッカアームとして働くステップと、ＡＢリンクを後方に付勢し、それによって連結リンクが休止から脱しポイントＦまわりに回転し、ＡＢリンクがポイントＧまわりのロッカアーム運動を継続し、ポイントＡが回転ポイントＥまわりに下方に強く動き、回転ポイントＥまわりの支持ビーム上のポイントＡの上／下運動が、ポイントＤの上／下運動を倍増するように働き、それによってフラップ取り付けポイントＢおよびＤの両方が引き下げられ、フラップが配置されるステップと、ＡＢリンクをさらに後方に付勢し、それによって支持ビームが時計回りに回転し、ポイントＡが下に動かされ、取り付けられたＡＢリンクおよびＣＤリンクとともにポイントＣが引っ張られ、フラップキャリアビームが下にさがりフラップ角が増大するステップを含む。

【0020】

有利には、ポイントＧは、回転ポイントＡとＢを相互連結するラインの前方に確立される。

【0021】

有利には、ＡＢリンクを後方に付勢するステップは、フラップの運動に関連してスポイラを垂下させるステップをさらに含む。

【0022】

後縁フラップ機構を動作させる前述の方法において、ＡＢリンク、ＢＣリンク、ＣＤリンクおよびＡＤリンクは、第１のリンク、フラップキャリアビーム、第２のリンクおよび支持ビームの後方部分としてそれぞれ解釈され得る。

【0023】

本発明のさらに他の態様によれば、後縁フラップ作動機構であって、翼に固定された接地リンク、第１の端部で接地リンクにヒンジ連結される連結リンク、第２の端部で接地リンクにヒンジ連結される支持ビームの第１の部分、および連結リンクに取り付けられる第１のリンクを含む第１の４本バーリンク機構を有するリンク機構対偶を備える、後縁フラップ作動機構が提供される。支持ビームの第１の部分は、接地リンクの反対にある。第１の４本バーリンク機構は、第２の４本バーリンク機構にヒンジ取り付けられる。第２の４本バーリンク機構は、第１の４本バーリンク機構と共通の第１のリンク、第１のリンクに連結されるフラップ支持ビーム、フラップ支持ビームに連結される第２のリンクおよび支持ビームの第２の部分を含む。

【0024】

有利には、後縁フラップ作動機構は、第１のリンクに連結される、クランクアームを有するロータリアクチュエータをさらに備える。

【0025】

本発明のさらに他の態様によれば、６本バーリンク機構に連動するように連結される４本バーリンク機構を備える、後縁フラップ作動機構が提供される。４本バーリンク機構には、第１のリンク、第１のリンクに取り付けられるフラップ支持ビーム、フラップ支持ビームに取り付けられる第２のリンクおよび支持ビームの第２の部分が組み込まれる。６本バーリンク機構には、支持ビームの第１の部分、連結リンクおよびロータリアクチュエータから延在するクランクアームを含む３つの接地二成分リンク、ならびに接地二成分リンクを相互連結する三成分リンクが組み込まれる。前記三成分リンクは、前記第１のリンクと一体になっている。

【0026】

議論してきた特徴、機能および利点は、本開示の様々な実施形態において別々に達成することができ、あるいはさらに他の実施形態に組み込むことができる。それらのさらなる詳細は、以下の説明および図面を参照すれば理解することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1A】航空機フラップ機構の一実施形態の側面図である。

【図1B】リンク機構要素の拡大側面図である。

【図2A】フラップが収容位置にあるときのリンク機構要素の上面後方等角図である。

【図2B】図２Ａに示される要素の背面前方等角図である。

【図3A】第１のリンクの等角図である。

【図3B】第１のリンクの等角図である。

【図3C】連結リンクの等角図である。

【図3D】連結リンクの等角図である。

【図3E】フラップキャリアビームの等角図である。

【図3F】フラップキャリアビームの等角図である。

【図4A】フラップがＴＥＶＣ動作のＴＥＶＣアップ位置にある、航空機フラップ機構の側面図である。

【図4B】フラップがＴＥＶＣ動作のＴＥＶＣダウン位置にある、航空機フラップ機構の側面図である。

【図4C】フラップが浅い角度の離陸位置にある、航空機フラップ機構の側面図である。

【図4D】フラップが中間離陸位置にある、航空機フラップ機構の側面図である。

【図4E】フラップが最大離陸位置にある、航空機フラップ機構の側面図である。

【図4F】フラップが浅い角度の着陸位置にある、航空機フラップ機構の側面図である。

【図4G】フラップが最大着陸位置にある、航空機フラップ機構の側面図である。

【図5A】フラップが着陸位置にある、リンク機構要素の上面後方等角図である。

【図5B】図５Ａに示される要素の背面前方等角図である。

【図6A】フェアリングのアウトラインが示されている、航空機フラップ機構の側面図である。

【図6B】フラップ伸展位置範囲および関連するスポイラの垂下を示す側面図である。

【図7】説明の実施形態の動作方法の流れ図である。

【図8】第１のバーリンク機構が第２のバーリンク機構に相互連結されている実施形態の構造の説明図である。

【図9】４本バーリンク機構が６本バーリンク機構に連動するように連結されている実施形態の構造の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本明細書に開示する実施形態は、大きなフラップファウラ運動を実現する、体積がコンパクトな機構を提供する。フラップの最初の前方または後方の運動が引比較的小さく翼の下面とほぼ平行に行われ、その間（ＴＥＶＣ範囲の）角度が素早く変化し、さらにＴＥＶＣ運動範囲を出た後、角度を変えながらより素早くファウラ伸展が行われるようになる、運動学とリンク構成における違いが提供される。これはＴＥＶＣ機能には不可欠であり、やはりまたスポイラが垂下される中間フラップ位置にも不可欠である。

【0029】

図１に示されるように、例示的な一実施形態では、以下フラップと称する空力学的フラップ１２の枢動機構１０によって、大きなファウラ運動、ＴＥＶＣおよび垂下運動がもたらされる。機構は、上面４および下面６を有し後桁８がある翼２に取り付けられ、ヒンジ支持される四辺形リンク機構が組み込まれている。四辺形リンク機構は、支持ビーム１４を有する。支持ビーム１４は、ポイントＡ、１８で示される回転軸、および回転軸ポイントＡの後方にあるポイントＤ、２０で示される回転軸を有する後方部分１６を有する。フラップ１２を支持するフラップキャリアビーム２２は、前端にポイントＢ、２４で示される回転軸を有し、ポイントＢの回転軸の後方のフラップ１２のノーズ輪郭２８内にポイントＣ、２６で示される回転軸を有する。代替実施形態では、ポイントＣ、２６の回転軸がフラップの他の部分に配置され得る。第１のリンク３０は、支持ビーム１４のポイントＡの回転軸とフラップキャリアビーム２２のポイントＢの回転軸を相互連結する。第２のリンク３２は、フラップキャリアビーム２２のポイントＣの回転軸と支持ビーム１４のポイントＤの回転軸を相互連結する。本明細書に記載される回転ポイントは、リンク機構要素の運動に対して垂直な平面におけるリンク機構要素の回転を説明するために、二次元構成になっている。実際の応用例では、運動は、完全に二次元というわけではなく、ポイントによって示される軸は旋回軸であってよい。フラップスパンが気流に対して傾けられ支持部が気流と平行になると、後退翼上の任意のフラップによって、フラップ運動の面外成分（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）が導入される。この面外移行、歪みまたはミスアライメントは、後でより詳細に説明するポイントＢ、Ｃ、Ｄのボールジョイントにより対応される。第２のリンクは、フラップがどの行程にあるかによって、図面に開示される機構の平面内および平面外に歪むことができる。

【0030】

支持ビーム１４は、後方部分１６に加えて、後方部分１６から前方に延在する前方部分３４を有する。前方部分３４は、前端に（図２Ａ、２Ｂに最も良く見ることができ後で説明する）第１の固定ヒンジ軸３８にある固定翼構造との連結のための、ポイントＥ、３６で示される回転軸を有する。連結リンク４０は、前端に（図２Ａ、２Ｂに最も良く見ることができ後で説明する）第２の固定ヒンジ軸４４にある固定翼構造との連結のためのポイントＦ、４２で示される回転軸を有し、およびポイントＡとポイントＢの回転軸の間の第１のリンク３０に連結されるポイントＧ、４６で示される回転軸を有する。アクチュエーションシステムは、翼構造の固定部分と第１のリンク（３０）との間に動作可能に連結される。例示的な実施形態では、クランクアーム５８は、ポイントＪ、６０で示される回転軸に枢動可能に係合されるドライブリンク５０に連結される。ドライブリンク５０の遠端は、リンク３０のポイントＫ、５２で示される回転軸と枢動可能に係合する。例示的な実施形態では、クランクアーム５８は、ポイントＨ、５６で（図２Ｂに最も良く見ることができ後で説明する）回転軸５４まわりに枢動するロータリアクチュエータ４８によって駆動される。ロータリアクチュエータ４８は、翼の後桁８に公称的に近接する構造に取り付けられる。代替実施形態では、ロータリアクチュエータ４８、ドライブリンク５０およびクランクアーム５８は、ポイントＫ（５２）で第１のリンク３０に直接連結される、入れ子式の油圧アクチュエータまたはボールねじアクチュエータのようなリニアアクチュエータに取って代わられてもよい。

【0031】

後で様々なフラップ位置に関して説明するように、ドライブリンク５０による作動は、翼の下面に実質的に平行なプロファイルにあるファウラフラップのノーズ輪郭の最初の前方および後方の運動をもたらす。この運動は、ＴＥＶＣアップ位置からＴＥＶＣダウン位置へのフラップ１２のＴＥＶＣ動作について最適化される。フラップが後方に少し伸展されると、フラップ後縁の下向き角度が素早く変更され、フラップが前方に少し引込まされると、フラップ後縁の上向き角度が素早く変更される。フラップ運動のこの態様は、巡航ＴＥＶＣの全範囲にわたりフラップおよび機構をフェアリングがシールされた（すなわち間隙がない）状態に保ち、さらに上述の範囲の角度の移動をもたらすのに重要である。

【0032】

図２Ａ、２Ｂには機構のコンパクトな構造の詳細が示されている。機構は、フラップ動作構造に対してねじり曲げ剛性および側方荷重に反作用する能力をもたらすが、フラップと構造との実際の連結にはピンによる自由な運動を与える。支持ビーム１４の前方部分３４は、前端にある第１の回転軸３８に中心が置かれる軸受内径面６４ａ、６４ｂで終端する二また（ｓｉａｍｅｓｅｄ）部材６２ａ、６２ｂを有する。間隔を置いて配置される二また部材６２ａ、６２ｂは、支持ビーム１４に対してねじり剛性をもたらし、一方第１のリンク３０、連結リンク４０およびドライブリンク５０の要素がそれらの運動範囲の諸部分にわたってフランジの間で動作するようにくぼんだクリアランスを与えることで小型化を実現する。支持ビームの後方部分１６は、ポイントＤの回転軸において第２のリンク３２の下方末端部にあるボールジョイントまたは球面軸受を受けるクレビス６５に集まる。

【0033】

図３Ａ、３Ｂに詳細に示される第１のリンク３０は、Ａ字形フレーム構造であり、脚部に軸受内径面６６ａ、６６ｂ、および頂点に（図３Ｅ、３Ｆに関して示され以下に説明する）フラップキャリアビーム２２に取り付けられる球面軸受を受けるクレビス６８を有する。第１のリンクの軸受内径面６６ａ、６６ｂは、支持ビームの軸受内径面７０ａ、７０ｂと整列し、回転ポイントＡについて第４の回転軸７２を形成する。支持ビームのフランジとの枢動可能な連結のために第１のリンクの軸受内径面６６ａ、６６ｂを間隔を置いて配置することにより、所望の曲げ剛性が高められる。

【0034】

以下により詳細に説明するように、前方に延在するブレード７４ａ、７４ｂは、連結リンク４０の枢動可能な取り付けのために設けられる。第１のリンクの前面にあるクレビス７６は、ドライブリンク５０の後端の球面軸受を受容する。ロータリアクチュエータ４８から延在するクランクアーム５８の下端のクレビス７８は、（図２Ａ、２Ｂに最も良く見ることができる）ドライブリンク５０の前端の球面軸受を受容する。

【0035】

図３Ｃ、３Ｄには連結リンク４０が詳細に示されている。連結リンクは、上端に第２の回転軸４４と整列する軸受内径面８２ａ、８２ｂがあるサイドフランジ８０ａ、８０ｂを有する。ブリッジ８４は、サイドフランジ８０ａ、８０ｂのスペーシングと相まって、連結リンクにさらなるねじり剛性をもたらす。またブリッジ８４によって（図２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂに見られるように）引込み位置において第１のリンクの頂点およびフラップキャリアビームの相互連結されるノーズが連結リンクの中を通って受容され得るようになる。サイドフランジ８０ａ、８０ｂの下端にある軸受内径面８６ａ、８６ｂは、第１のリンク３０と係合するようにブレード７４ａ、７４ｂの軸受内径面８８ａ、８８ｂと整列し、それによってポイントＧで示される回転軸９０が形成される。ブレードが第１のリンクの本体から前方に延在するので、ポイントＧの回転軸は、支持ビームのポイントＥとポイントＡの回転軸の中間に実質的に一直線になるように配置されるようになる。この組み合わせによって、ポイントＦとＧとの間の連結リンクがＴＥＶＣ範囲内で休止させられるようになり、それによって支持ビームの第１のリンクがほぼ静止しているポイントＧまわりに回転するロッカアームとして働くことができるようになる。第１のリンクおよびそのロッカアーム運動の瞬時方向は、フラップ取り付けポイントＢを翼の下面と概ね平行な方向に動かすように働くと同時に、ポイントＡを主に上／下方向に動かす。ポイントＡからポイントＤまで支持ビームが延在することにより、回転ポイントＥまわりのポイントＡの上／下運動が、ポイントＤの上／下運動を倍増させるように働き、それによって第２のリンクが主に上または下に動かされる。翼の下面に平行に動くフラップ取り付けポイントＢと主に上／下に動く第２のリンクおよびフラップ取り付けポイントＤを組み合わせることによって、フラップノーズが概ね輪郭上にとどまりフラップの後縁が主に上または下に動く、言い換えればフラップ角がフラップの前／後の並進運動のとき比較的迅速に変化する、フラップ運動がもたらされる。フラップ機構がさらに伸展されると、連結リンクがその休止から脱し、ポイントＦまわりに回転可能になる。第１のリンクは、今動いているポイントＧまわりにロッカアーム運動をし続ける。そして、ポイントＡは、回転ポイントＥまわりに主に下方に動き続け、それによってフラップ取り付けポイントＢおよびＤの両方が引き下げられ、それが浅い角度（ｓｈａｌｌｏｗ）の離陸位置における垂下スポイラについてフラップを適切に配置する働きをする。

【0036】

図３Ｅ、３Ｆにはフラップキャリアビーム２２が詳細に示されている。本体９４から延在するノーズ部分９２は、球面軸受を収容し、回転ポイントＢでの回転可能な取り付けのために第１のリンク３０の頂点にあるクレビス６８に受容される。フラップキャリアビームは、フラップ１２のための水平方向支持部９６ａ、９６ｂがある本体９４の後方で分岐する。分岐は、回転ポイントＣにおける回転可能な取り付けのために第２のリンクの上端にある球面軸受を受容するクレビス９８を形成し、第２のリンクを（図２Ａ、２Ｂ、４Ａ〜４Ｇに最も良く見られるように）その行程の一部にわたってビームに受容可能にし、それによってさらに機構の小型化が促進される。横方向に延在するフランジ１００ａ、１００ｂによって、フラップ１２のノーズ桁への取り付けポイントがもたらされる。図示し説明したフラップキャリアビームの形状および構造は、実際のフラップ取り付けの例示的な一実施形態を提供するものである。代替実施形態では他の構造形態を用いてよい。

【0037】

回転ポイントＥにおいて支持ビーム（１４）の前方部分３４を、回転ポイントＦにおいて連結リンク４０を、ポイントＡにおいて第１のリンク３０を、およびポイントＧにおいて連結リンクと第１のリンクを、横方向に間隔を置いて回転可能に取り付けることによって、機構に、後方に傾いたフラップ上の流れ方向に延在する機構に固有の側方荷重に対応するのに重要なねじれ剛性が与えられる。ポイントＢで第１のリンク３０とフラップキャリアビーム２２のノーズ部分９２を相互連結し、フラップキャリアビームのクレビス９８と第２のリンク３２の上方末端部を相互連結し、ポイントＤで支持ビーム（１４）の後方部分１６のクレビス６５と第２のリンクの下方末端部とを球面軸受によって相互連結することによって、動作中、動作する機構リンクを拘束しないフラップの曲げが可能になり、後方に傾いたフラップ上の流れ方向に延在する機構に固有の面外フラップ運動および／またはテーパ状平面形状のフラップによる円錐形運動が可能になる。クランクアーム５８のクレビス７８にドライブリンク５０の前方末端部を、また第１のリンク３０から延在するクレビス７６にドライブリンクの後方末端部を球面軸受により連結することによって、ドライブリンクが拘束されなくなる。

【0038】

図４Ａ〜４Ｇには、フラップ位置の範囲における機構の動作が示されており、航空機の動作における標準のフラップ位置が示されている。フラップはこれらの位置の間を滑らかに移行する。これらの位置は、例示的な実施形態に関するポイントしか示されていない。例示的な実施形態では、位置は、ＴＥＶＣアップ（公称上−２°角度偏位（ａｎｇｕｌａｒ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ））、ＴＥＶＣダウン（公称上＋２°角度偏位）、浅い角度の離陸（公称上＋９°角度偏位）、中間離陸（公称上＋１５°角度偏位）、最大離陸（公称上＋２１°角度偏位）、浅い角度の着陸（公称上＋３３°角度偏位）および最大着陸（公称上＋４２°角度偏位）である。図４Ａには、フラップ１２がＴＥＶＣ動作の（１２ａで識別される）ＴＥＶＣアップ位置にある航空機フラップ機構が示されている。ＴＥＶＣアップ位置に配置するには、クランクアームが図４Ａのビューに対して時計回りに回転され、それによってドライブリンク５０が前方に引っ張られ、第１のリンク３０が前方に引っ張られる。図面に示されるように、第１のリンクの運動を受けて、ポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの軸まわりの回転を伴う連結リンク４０および支持ビーム前方部分３４によって位置が定められるかたちで、第１のリンク３０、支持ビーム後方部分１６、第２のリンク３２およびフラップキャリアビーム２２が相対的に配置されることにより、フラップノーズ２８が想像線で示されるフラップ１２のニュートラルアップ位置に対して翼の裏面に実質的に平行な輪郭１０２上にとどまる状態で、フラップが動かされる。過度な巡航抗力に至ることになる翼の下面の不連続性すなわちそれを段状にしないように、フラップノーズはＴＥＶＣ範囲にわたって輪郭上にとどまる必要がある。

【0039】

同様に、図４Ｂには、ＴＥＶＣ動作の（１２ｂで識別される）ＴＥＶＣダウン位置におけるフラップの運動が示されている。ＴＥＶＣダウンに配置するには、クランクアームが図４Ｂのビューに対して反時計回りに回転され、それによってドライブリンク５０が後方に付勢され、第１のリンク３０が後方に並進移動される。図面に示されるように、第１のリンクの運動を受けて、ポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでの軸まわりの回転を伴う連結リンク４０および支持ビーム前方部分３４によって位置が定められるかたちで、第１のリンク３０、支持ビームの後方部分１６、第２のリンク３２およびフラップキャリアビーム２２が相対的に配置されることにより、フラップノーズ２８が想像線で示されるフラップ１２のニュートラルアップ位置に対して翼の裏面に実質的に平行な輪郭１０２上にとどまる状態で、フラップが再び動かされる。フラップキャリアビームのノーズ部分９２は、連結リンク４０のサイドフランジ８０ａ、８０ｂとドライブリンク５０の前端の間に延び、ロータリアクチュエータからの相互連結クランクアーム５８が支持ビーム前方部分３４の二また部材６２ａ、６２ｂの間において引っ張られる。

【0040】

図４Ｃには、ＴＥＶＣダウンから浅い角度の離陸位置へのフラップの展開が１２ｃとして示されている。この伸展範囲では、フラップは、スポイラが垂下しないＴＥＶＣ範囲内の概ね輪郭上にある状態から、スポイラが垂下しフラップが輪郭の下に落ち始める第１の浅い角度の離陸位置まで移行する。クランクアームがさらに反時計回りに回転させられることにより、ドライブリンク５０が後方に付勢され、それによって、垂下スポイラを受け入れるようにフラップを輪郭の下に迅速に落とす運動成分がもたらされる。これは、連結リンク４０がポイントＧを介して作動して支持ビーム１４を時計回りに回転させることで、ポイントＡが下に動かされて、フラップが下方に取り付けられたフラップキャリアビーム２２を含む四辺形リンク機構が引っ張られる、ポイントＡ、Ｂ、Ｆ、Ｇの相対的な配置により起こる。

【0041】

図４Ｄは、（１２ｄで示される）フラップが中間離陸位置にある航空機フラップ機構の側面図である。連結リンク４０によって、第１のリンクがかなり大きく回転し始め、それによってフラップの垂下が促進される。図４Ｅには、さらなる伸展が示されており、（１２ｅで示される）フラップは最大離陸位置になり、連結リンクによりさらに大きな角度になる。

【0042】

（図４Ｆに１２ｆで示される）浅い角度の着陸位置および（図４Ｇに１２ｇで示される）最大着陸位置でのフラップの伸展の進行は、ポイントＦとポイントＧとの間において連結リンクが本質的に完全に回転して伸展することにより行われる。図５Ａ、５Ｂには、フラップがフルフラップすなわち完全に伸展された位置にあるときの機構要素の詳細が示されている。連結リンク４０は、実質的に完全に伸展され、第１のリンク３０に実質的に垂直にポイントＦ、４２とポイントＧ、４６の回転軸が整列する。第２のリンク３２は、実質的に、ポイントＤ、２０の回転軸まわりに完全に回転され、フラップの完全垂下角を画成する水平位置に近づく。ＦＧリンクおよび第２のリンクは完全に伸展されオーバセンタ状態に近づくように見られるが、支持ビームリンクにおけるＪＫドライブリンクの荷重方向および第２のリンクにおける荷重方向ＢＣによって、固着なし状態が保証される。

【0043】

第１のリンクおよび第２のリンクの最適化された長さ、ならびに支持ビームの縦アウトライン内でドライブリンク、ロータリアクチュエータおよびクランクアームがネスト状なっていること、および連結リンク内で支持ビームがネスト状になっていることによって作り出される機構の奥行きが浅いことにより、望ましい奥行きのプロファイルのフェアリングアウトライン１１０が可能になる。図６Ａには、フラップ機構を有するフェアリングの後方部分の垂下についての例示的なフェアリングスプリットライン１１２が示されている。機構の運動がコンパクトであることによって、さらに、図６Ｂに示されるように、垂下スポイラの組み入れがさらに可能になる。上面スポイラ１０４によって、ヒンジポイント１０６からスポイラ後縁１０８までのスパンがもたらされる。本明細書に説明されるような機構によって行われるフラップ運動によって、スポイラの後縁が、（図１Ａ）に示されるような公称標準位置から、（図４Ａに見られる）フラップのＴＥＶＣアップ位置について上方に、上述し図６Ｂに示されるようなフラップのＴＥＶＣダウン、浅い角度の離陸、中間離陸、最大離陸、浅い角度の着陸および最大着陸に対応する様々な下方垂下位置１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆ、１０４ｇまで「垂下」可能になる。

【0044】

図７に示されるように、所望のＴＥＶＣ、ファウラ運動および垂下運動をもたらすフラップ機構の動作は、ステップ７０２でポイントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおける４本の回転軸、ならびに４つのリンクである、１）ポイントＡ、Ｂに対応する回転軸を有する第１のリンク（３０）、２）ポイントＣ、Ｄに対応する回転軸を有する第２のリンク（３２）、３）ポイントＢ、Ｃに対応する回転軸を有するフラップキャリアビーム（２２）、および４）ポイントＡ、Ｄに対応する回転軸を有する支持ビーム（１４）の後方部分（１６）を有する、（図１Ｂに示されるような）ヒンジ連結のリンク機構を用意するステップ７０２を含む。支持ビーム（１４）の後方部分（１６）は、ステップ７０４で、ポイントＥに対応する接地回転軸を含む支持ビーム（１４）の前方部分（３４）にさらに接合される。フラップは、ステップ７０６で、運動を作動させるフラップキャリアビーム（２２）に固定される。連結リンク（４０）は、ステップ７０８で、ポイントＦの構造ヒンジ回転軸と、ポイントＡとポイントＢの中間の第１のリンク上のポイントＧの回転軸との間に取り付けられる。ポイントＧの回転軸は、ポイントＡとポイントＢを相互連結するラインの前方に確立される。ドライブリンク（５０）は、ステップ７１０で、ポイントＫとポイントＧの間のラインが公称引込み位置の下方翼面プロファイルに対して実質的に垂直な状態で、ポイントＡとポイントＢの中間のポイントＧの上のポイントＫの回転軸で第１のリンク（３）に連結される。ステップ７１２でフラップの上方ＴＥＶＣ動作のためにドライブリンク（５０）を前方に引っ張るように機構を動作させ、ステップ７１４でフラップの下方ＴＥＶＣ動作のためにドライブリンクを後方に付勢するように機構を動作させることによって、連結リンクがポイントＦとポイントＧの間でＴＥＶＣ範囲内で休止させられ、それによって第１のリンクがほぼ静止しているポイントＧまわりに回転するロッカアームのように働くことができるようになる。第１のリンクおよびそのロッカアームの運動の瞬時方向は、フラップ取り付けポイントＢを、翼の下面と概ね平行な方向に動かすように働くと同時にポイントＡを主に上／下方向に動かす。ポイントＡからポイントＤまで支持ビームが延在することにより、ポイントＥまわりのポイントＡの上／下運動が、ポイントＤの上／下運動を倍増させるように働き、それによって第２のリンクが主に上または下に動かされる。翼の下面に平行に動くフラップ取り付けポイントＢと、主に上／下に動く第２のリンクおよびフラップ取り付けポイントＤを組み合わせることによって、フラップノーズが概ね輪郭上にとどまりフラップの後縁が主に上または下に動く、言い換えればフラップ角がフラップの前／後の並進移動のとき比較的迅速に変化する、フラップ運動がもたらされる。ステップ７１８で、ドライブリンクを後方に付勢するように機構を動作させると、連結リンク４０によって支持ビーム１４が時計回りに回転され、それによってポイントＡが下に動かされ、フラップが下方に取り付けられているフラップキャリアビーム２２を含む四辺形リンク機構が引っ張られる。ステップ７２０で、ドライブリンクをさらに後方に付勢するように機構を動作させると、連結リンクがその休止から脱し、ポイントＦまわりに回転し、第１のリンクが今動いているポイントＧまわりにロッカアーム運動をし続け、ポイントＡが回転ポイントＥまわりに主に下方に動き、第１のリンクおよび第２のリンクを素早く回転させる連結リンクによる回転作用でフラップ取り付けポイントＢおよびＤの両方が下に引き下げられ、フラップ角が増大される。ステップ７２２で、スポイラの垂下がフラップの運動に関連して行われ得る。

【0045】

図８に示されるように、開示の実施形態はリンク機構対偶として見ることもできる。四辺形リンク機構は、ポイントＥとポイントＦの間で翼に固定される接地リンク８０４、ならびにさらなる３本のバーを形成する、連結リンク４０、支持ビーム前方部分３４およびポイントＡとポイントＧの間の第１のリンク３０の部分８０６を含む、（破線で示される）第１の４本バーリンク機構８０２である。第１の４本バーリンク機構は、（実線で示される）第２の４本バーリンク機構８０８にヒンジ取り付けされる。第２の４本のバーリンク機構８０８には、第１のリンク３０、ポイントＢとポイントＣの間のフラップキャリアビーム２２、第２のリンク３２、およびポイントＡとポイントＤの間の支持ビーム１６の第２の部分が組み込まれる。第１および第２の４本バーリンク機構は、接地固定リンクの反対にある共通の物理的なリンクである第１のリンク３０を含む。

【0046】

あるいは、図９に示されるように、開示の実施形態は、（破線で示される）スティーブンソン（Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ）ＩＩＩタイプの確定的６本バーリンク機構９０４に連動するように連結される（実線で示される）４本バーリンク機構（９０２）として四辺形リンク機構を見ることもできる。４本バーリンク機構には、第１のリンク３０、ポイントＢとポイントＣの間のフラップキャリアバー２２、第２のリンク３２、およびポイントＡとポイントＤの間の支持ビーム１４の後方部分１６が組み込まれる。６本バーリンク機構には、３つの接地二成分リンク（ｂｉｎａｒｙ ｌｉｎｋ）である、ポイントＥとポイントＡの間の支持ビーム１４の前方部分３４、ポイントＥとポイントＦの間の連結リンク４０、およびポイントＨに固定されるロータリアクチュエータ４８から延在するクランクアーム５８が組み込まれる。第１のリンク３０における、ポイントＧとポイントＡ、ポイントＧとポイントＫ、およびポイントＫとポイントＡの間のリンクは、三成分リンク（ｔｅｒｎａｒｙ ｌｉｎｋ）９０６を形成する。この形態に見られる６本バーのリンク機構は、４本バーリンク機構にヒンジ支持をもたらし、６本バーの三成分リンクは、４本バーリンク機構のポイントＡとポイントＢの間のリンクであるリンク３０と共通の物理的要素である。

【0047】

特許法令によって必要とされる本開示の様々な実施形態を詳細に説明してきたが、当業者には、本明細書に開示される特定の実施形態に対する修正形態および置換形態が認識できるであろう。そうした修正形態は、以下の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲および趣旨の範囲内にある。

【符号の説明】

【0048】

２ 翼
４ 上面
６ 下面
８ 後桁
１０ 枢動機構
１２ フラップ
１２ａ ＴＥＶＣアップ位置のフラップ
１２ｂ ＴＥＶＣダウン位置のフラップ
１２ｃ 浅い角度の離陸位置のフラップ
１２ｄ 中間離陸位置のフラップ
１２ｅ 最大離陸位置のフラップ
１２ｆ 浅い角度の着陸位置のフラップ
１２ｇ 最大着陸位置のフラップ
１４ 支持ビーム
１６ 後方部分、第１の部分
１８ 回転軸
２０ 回転軸
２２ フラップキャリアビーム
２４ 回転軸
２６ 回転軸
２８ ノーズ輪郭
３０ 第１のリンク
３２ 第２のリンク
３４ 前方部分、第２の部分
３６ 回転軸
３８ 固定ヒンジ軸
４０ 連結リンク
４２ 回転軸
４４ 固定ヒンジ軸
４６ 回転軸
４８ ロータリアクチュエータ
５０ ドライブリンク
５２ 回転軸
５４ 回転軸
５６ 回転軸
５８ クランクアーム
６０ 回転軸
６２ａ 二また部材
６２ｂ 二また部材
６４ａ 軸受内径面
６４ｂ 軸受内径面
６６ａ 軸受内径面
６６ｂ 軸受内径面
６８ クレビス
７０ａ 軸受内径面
７０ｂ 軸受内径面
７２ 回転軸
７４ａ ブレード
７４ｂ ブレード
７６ クレビス
７８ クレビス
８０ａ サイドフランジ
８０ｂ サイドフランジ
８２ａ 軸受内径面
８２ｂ 軸受内径面
８４ ブリッジ
８６ａ 軸受内径面
８６ｂ 軸受内径面
８８ａ 軸受内径面
８８ｂ 軸受内径面
９０ 回転軸
９２ ノーズ部分
９４ 本体
９６ａ 水平方向支持部
９６ｂ 水平方向支持部
９８ クレビス
１００ａ フランジ
１００ｂ フランジ
１０２ 輪郭
１０４ 上面スポイラ
１０４ｂ 下方垂下位置
１０４ｃ 下方垂下位置
１０４ｄ 下方垂下位置
１０４ｅ 下方垂下位置
１０４ｆ 下方垂下位置
１０４ｇ 下方垂下位置
１０６ ヒンジポイント
１０８ スポイラ後縁
８０２ 第１の４本バーリンク機構
８０４ 接地リンク
８０６ 第１のリンクの部分
８０８ 第２の４本バーリンク機構
９０２ ４本バーリンク機構
９０４ ６本バーリンク機構
９０６ 三成分リンク
Ａ 回転ポイント
Ｂ 回転ポイント
Ｃ 回転ポイント
Ｄ 回転ポイント
Ｅ 回転ポイント
Ｆ 回転ポイント
Ｇ 回転ポイント
Ｈ 回転ポイント
Ｊ 回転ポイント
Ｋ 回転ポイント

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】

【図4F】

【図4G】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】