ラッチ・アセンブリにかかる荷重を測定する方法および部品

专利摘要:
エンジン・ナセル用のカウル・アセンブリは、開いた位置と閉じた位置との間を移動するように取り付けられた第１および第２のカウル・ドアを含む。ラッチ・アセンブリは、第１のカウル・ドア上のラッチ・ハウジング内に保持されたラッチを、第２のカウル・ドア上の留め金ハウジング内に保持された留め金と係合した状態に保つことで、第１および第２のカウル・ドアを閉じた位置に保持する。ピンはラッチをラッチ・ハウジングに保持し内部穴を画定する。内部穴にあるセンサは、ピンにかかる荷重を示す信号を導出し、その信号により、カウル・ドアが開いた位置にあるかまたは閉じた位置にあるかが分かる。送信機は、信号をセンサから遠く離れた位置に送る。この信号を使用して、ラッチ・アセンブリにかかる予圧を設定することもできる。
公开号:JP2011509210A
申请号:JP2010541550
申请日:2009-01-02
公开日:2011-03-24
发明作者:シェッツァー，ダニエル，ジェレミー
申请人:ローア インコーポレーテッド；
IPC主号:B64D29-08

专利说明:

[0001] 本発明は、ラッチ・アセンブリがいつ閉じられたかを検出するセンサに関する。特に、本発明は、航空機エンジン・カウル・ドアを固定するラッチ・アセンブリがいつ適切に閉じられたかを検出するセンサに関する。]
背景技術

[0002] 航空機のラッチが閉状態にあるかどうかを検出するのに、様々な装置および方法が当該技術分野で公知である。そのような装置の多くは、航空機整備員が単に目視検査を行うことで、エンジン・カウル・ドアを固定する航空機ラッチが閉状態にあるかどうかを特定することを目的とする。開放後にカウル・ドアを固定しなかった場合、離陸または飛行時にカウル・ドアに障害が発生する恐れがある。状況によっては、カウル・ドアが航空機から完全に切り離されることがある。幸い、エンジン・カウル・ドアの消失は、通常では航空機にとって深刻な問題ではない。しかし、それでもなお、カウル・ドアの事故件数を減らすことは有益である。通常では、航空機がそのゲートから出る前に、すべてのエンジン・カウル・ドアが固定されていることを検証する責任は地上要員にある。エンジン・カウル・ドア事故の一般的な原因は、出発する前に地上要員がエンジン・カウル・ドアを確実にラッチしなかったことにあると考えられる。]
[0003] エンジン・カウル・ドアが固定されていることを検証する際に地上要員を支援する取り組みがなされてきた。通常、かなりの大きさの、目立つように着色したアクセス・ドアが、ラッチ・アセンブリが係合していなければ閉じることができないようにラッチ・アセンブリ上に設けられる。そのようなアクセス・ドアは、開いた状態でぶら下がっている場合に容易に目につくが、航空機に対して高価かつ過酷な問題解決手段である。]
[0004] Porteによる米国特許第６，３３４，５８８号明細書は、固定されていないファン・カウルの縁部が目視による検出を可能にするのに十分なだけ突出するために、ファン・カウルが固定されていないことを整備要員が目視で検出できる、ファン・カウルを固定するシステムについて記載している。カウルが固定されていないのを検出する別の目視技術が、Arnoldらによる米国特許第５，５１８，２０６号明細書に記載されており、その特許は、エンジン・カウルが固定されていない場合に、地上要員に見えるフラグを広げる装置について記載している。]
[0005] そのような従来からの方法およびシステムは、その意図した目的に対して満足のいくものと概ね考えられている。しかし、そのような視覚的合図により、エンジン・カウルが確実にラッチされたことを検証することが可能になる一方で、これらの技術はまだ、地上要員がラッチのチェックを忘れないでいることに頼っている。例えば、電子機器を使用するプロセスから「人的要素」を排除するなどのこの分野における改良は、エンジン・ナセル環境に存在する過酷な条件のために遅れている。Prattらによる米国特許第７，１３１，６７２号明細書（Prattらによる特許）にあるように、センサを使用してカウル・ラッチの状態を検出する１つの試みがあった。しかし、Prattらによる特許に記載された配線付きセンサシステムは、過酷なナセル環境で障害を起こしやすい。さらに、配線により、重量、複雑さ、および障害を起こす恐れのある部品が追加されるが、これは航空用途では望ましくない。]
[0006] エンジン・カウルが固定されているかどうかを、センサを使用してオペレータに知らせるシステムを構築する他の取り組みがなされてきた。Prattらによる米国特許出願公開第２００６／００３８４１０号明細書は、ファン・カウル用のラッチを開閉するように動作する電気モータの制御に寄与するセンサを有するラッチについて記載している。センサは、ラッチの状態についてコントローラに知らせることもできる。Dessenbergerらによる米国特許第６，２７９，９７１号明細書は、センサを備えたラッチについて記載している。ラッチは、留め金と係合するためにハンドルに回転可能に連結されたフックを含む。センサは検出端部およびブロック端部を有していて、センサが非ブロック位置にある場合に、トリガロックはフックと係合してハンドルを閉じることができる。]
[0007] これらの進歩にもかかわらず、より高感度で信頼性があり、追加導入することができ、コックピットなどの遠隔領域に情報を供給するラッチセンサに対する要求が、当該技術分野において引き続きまだ残っている。ラッチ自体を大幅に変更することなく、既存のラッチを改造することを含めて、安価で製造が容易なラッチ検出システムに対する要求も当該技術分野において残っている。]
[0008] さらに、ラッチ・アセンブリは、通常、カウル・ドアをきつく固定するように調整される。言い換えると、ラッチ・アセンブリは、カウル・ドアを適切な位置に保持して、飛行時の“がたつき音”およびこすれを防止する力を発生させる働きをする。典型的なラッチ留め金には、留め金の位置を変え、それによってラッチ・アセンブリにかかる荷重を変えるスター・ホイール、または同様の調整機構が設けられる。次に、フォース・ゲージを使用してラッチを閉じるのに必要な力を測定するが、これは、ラッチ・アセンブリにかかる荷重の間接測定である。通常、ラッチ・アセンブリの調整は、エンジン・ナセルを製造し、航空機に取り付けるときに最初に行うだけである。]
[0009] ラッチを閉じるのに必要な力は、ラッチ・アセンブリにかかる荷重（例えば、ラッチと留め金との間の荷重）であるという仮定に基づき、留め金を調整して荷重を設定する。そのような測定および調整は煩雑であるので、通常では、その後の定期的な再調整が再度行われることはない。標準部品の摩耗と扱い方とにより、ラッチ・アセンブリにかかる荷重は変化する。荷重が小さすぎるようになるとこすれが生じ、あるいは、きつすぎるようになると、部品の応力および疲労が過度になる。どちらの場合にも、不適切な予圧により、ラッチ・アセンブリだけでなく、他の部品も同様に早すぎる摩耗が生じ、障害が起こる恐れがある。]
発明が解決しようとする課題

[0010] 上記に鑑みて、遠隔から問い合わせされる改良したラッチ・アセンブリ、ならびに航空機メカニックがラッチ・アセンブリに正確に予圧をかけることを可能にするシステムおよび方法が必要である。さらに、その後の整備および調整に適したシステムおよび方法により、ラッチ・アセンブリを所望の荷重レベルに維持することが可能になる。]
[0011] 本発明の目的および利点が下記の説明に記載されており、その説明から明らかになるであろう。本発明のさらなる利点が、特に、本発明の明細書および特許請求の範囲において指摘され、さらに添付の図面に示された方法およびシステムによって実現および達成されるであろう。]
[0012] 対象技術の利点の１つは、カウル・ラッチ・アセンブリが閉じられたことを地上メカニックおよび運航乗員に効果的に知らせ、一方で、空気力学的外形を損ねることなく、またはラッチ・アセンブリに重量を追加することなく、過酷なエンジン・ナセル環境に耐えることができるセンサを、この対象技術が提供することである。さらに、対象技術は、ラッチ・アセンブリにかかる荷重を直接測定できるように既存のラッチ・アセンブリを改良するものとして適している。]
[0013] 対象技術の別の利点は、部品が適切に閉じて早すぎる摩耗を防止するように、ラッチ・アセンブリに適切に予圧をかけることができることである。そのような予圧測定は容易に行えるので、整備調整を素早く行うことができる。]
課題を解決するための手段

[0014] 対象技術は、開いた位置と閉じた位置との間を移動するように取り付けられた第１および第２のカウル・ドアを含むエンジン・ナセル用のカウル・アセンブリに関する。ラッチ・アセンブリは、第１のカウル・ドア上のラッチ・ハウジング内に保持されたラッチを、第２のカウル・ドア上の留め金ハウジング内に保持された留め金と係合させることで、第１および第２のカウル・ドアを閉じた位置に保持する。ラッチ・ピンは、留め金、留め金ハウジング、ラッチ、およびラッチ・ハウジングの１つに連結される。ラッチ・ピンの内部穴にあるセンサは、ピンにかかる荷重を示す信号を導出し、その信号により、カウル・ドアが開いた位置にあるか、または閉じた位置にあるかがわかる。ピンと一体となった送信機は、センサから遠く離れた位置に信号を送る。一実施形態では、ピンはラッチをラッチ・ハウジングに保持し、さらに、信号を処理し、送信機を作動させるマイクロコントローラを内部穴に含む。さらなる実施形態では、センサは３つで一組の離間した歪みゲージであり、キャップが内部穴を閉鎖する。]
[0015] 対象技術はまた、航空機エンジン・ナセルのエンジン・カウル・ラッチがいつ閉じられたかを特定する無線ラッチ検出システムに関する。無線ラッチ検出システムは、ラッチの状態を示す信号を生成するピンを含む。ピンは、穴を画定する本体部と、穴に配置された少なくとも１つの歪みゲージと、信号を送信するアンテナと、電源、前記歪みゲージの少なくとも１つ、およびアンテナに動作可能に接続されたマイクロコントローラとを有する。送受信機は、ピンから遠隔に配置されてアンテナからの信号を処理する。一実施形態では、送受信機は信号を記録および保存する。無線ラッチ検出システムは、航空機エンジンが停止されているか、動いているか、または飛行中の場合などに、選択的に作動したり、または作動を停止したりすることができる。]
[0016] 対象技術はまた、ラッチ・アセンブリがいつ開いたか、または確実に閉じたかを特定する方法に関し、その方法は、ａ）ピンが、ラッチが閉じているときに第１の荷重を支持し、ラッチが開いているときに第２の荷重を支持するように、ラッチ・アセンブリ内にピンを設け、ｂ）ピンにかかる荷重を示す信号を生成し、ｃ）ピンから遠く離れた位置に無線で信号を送信する各ステップを含む。一実施形態では、信号はラッチ・アセンブリの開閉状態に関する状態情報に変換される。ピンは予圧時に第３の荷重を支持することができ、次に、摩耗を低減するために予圧信号を生成する。１つの方法では、ラッチは、ピンによってラッチ・アセンブリに保持される。]
[0017] 別の実施形態では、対象技術は、ラッチ・アセンブリを予圧する方法に関し、その方法は、ラッチが閉じているときにピンが荷重を支持するようにラッチ・アセンブリ内にピンを設け、ピンを使用して荷重を示す信号を生成し、その信号に基づいて、負荷が適切かどうかを判断する各ステップを含む。さらなる実施形態では、その方法は、荷重が不適切な場合に荷重を調整し、信号を再チェックすることを含む。荷重は、ラッチと係合する留め金を位置決めすることによって調整することができる。]
[0018] 当然のことながら、上記の概略的な説明および下記の詳細な説明は、例示であり、本発明の請求範囲をさらに説明することを目的とする。]
[0019] 本明細書に援用され、その一部を構成する添付図面は、本発明の方法およびシステムを図示し、さらに理解を深めるために添付されている。図面は説明とともに発明の原理を説明するのに寄与する。]
図面の簡単な説明

[0020] 航空機の斜視図であり、閉じた位置にあるエンジン・ナセル・カウル・ドアを示している。
メカニックおよびカウル・ドアが開いているエンジン・ナセルの斜視図である。
閉じて留められたカウル・ドアをエンジン・ナセルの内部から見た斜視図であり、対象技術によるラッチ・アセンブリを示している。
エンジン・ナセルの内部から見た図３のラッチ・アセンブリのさらに詳細な平面図である。
閉じた位置にある図３のラッチ・アセンブリのラッチおよび留め金の斜視図であり、ピンのヘッドを示している。
開いた状態にある図３のラッチ・アセンブリのラッチおよび留め金の斜視図であり、ピンのヘッドを示している。
組み立てた状態にある図３のラッチ・アセンブリのフックおよびラッチの斜視図であり、引き出されたピンのヘッドを示している。
キャップが外され、内部部品が見える、図５および図６のピンの部分破断斜視図である。
図６の８−８線で切り取ったピンの長手方向断面図である。
受信機に向かい、また航空機のコックピットに転送されている信号の送信を示すラッチ・アセンブリの斜視図である。
メカニックの送受信機への信号の送信を示すラッチ・アセンブリの斜視図である。] 図３ 図６
実施例

[0021] ここで、その実施例が添付の図面に示された、本発明の現時点での好ましい実施形態についての言及が詳細になされる。本発明の方法および対応するステップが、システムの詳細な説明と併せて記載される。本明細書に提示する装置および方法は、ラッチが、何時適切に閉じられたか（および閉じられなかったか）を検出するために使用することができる。本発明は、航空機のエンジン・カウル・ドアが何時確実にラッチされたかを検出するのに特に適している。]
[0022] 概要として、無線ラッチ検出システム（ＷＬＤＳ）は、ラッチ・アセンブリの荷重を直接求めるために、ラッチ・ピンに組み込まれた歪みゲージ、マイクロコントローラ、およびアンテナを使用する。カウル・ドア上などにあるラッチ・アセンブリが適切に閉じられると、ラッチ・アセンブリには荷重がかかり、ＷＬＤＳは、閉じた状態を知らせる信号を送信する。そうでない場合、ＷＬＤＳは、ラッチ機構には荷重がかかっていない、例えば、開いた状態にあることを知らせる信号を送信する。さらに、歪みゲージにより荷重が直接読み取られるので、調整を行って荷重を適切な値に設定することができる。以下の説明は、４つのラッチ・アセンブリによって保持されるカウル・ドアに関するものであるが、本明細書に開示したラッチ・アセンブリは、様々な用途に容易に適合するので、着陸装置、貨物用ドア、乗客用ドア、アクセス・パネルなどの部品を保持することもできると想定される。]
[0023] 図１を参照すると、エンジン・ナセル１２が見える航空機１０が示されている。エンジン・ナセル１２は、航空機翼１４の下の支柱１６に取り付けられている。エンジン・ナセル１２は、メカニックが検査をしている状態で図２にさらに詳細に示されている。エンジン・ナセル１２は、点検および整備のために中にある部品に接近できるように開く２つのカウル・ドア１８、２０を含む。カウル・ドア１８、２０は、開くようにヒンジで連結され、ラッチ・アセンブリ１００によって閉じたまま保持される（図３を参照のこと）。単一のカウル・ドアを保持するようにラッチ・アセンブリ１００を適合させることは本開示の範囲内であるが、以下の説明では、２つのカウル・ドア１８、２０にまたがって延び、これらを固定する４つのラッチ・アセンブリ１００を有する実施形態について言及する。] 図１ 図２ 図３
[0024] 図３を参照すると、４つのラッチ・アセンブリ１００が見える、閉じた状態で留められたカウル・ドア１８、２０の内側の斜視図が示されている。４つのラッチ・アセンブリ１００が示されているが、当然のことながら、異なる数量を使用することもできる。適切に荷重がかかると、ラッチ・アセンブリ１００は、カウル・ドア１８、２０を閉じた状態に効果的に保持するので、がたつき音、こすれ、および早すぎる摩耗は発生しない。閉じたカウル・ドア１８、２０はまた、エンジン・ナセル１２に空気力学的平滑面を付与し、カウル・ドア１８、２０の内側にある部品を自然力から保護する。] 図３
[0025] ここで図４を参照すると、図３の単一のラッチ・アセンブリ１００の平面図が、エンジン・ナセル１２の内部から見て示されている。ラッチ・アセンブリ１００は、カウル・ドア２０に固定されたラッチ・ハウジング１０４内に保持されたラッチ１０２を含む。留め金１０６は、隣接するカウル・ドア１８上で留め金ハウジング１０８内に固定されて、ラッチ・アセンブリ１００を閉じるためにラッチ１０２と係合している。各ハウジング１０４、１０８は、それぞれのカウル・ドア２０、１８に恒久的に固定される。] 図３ 図４
[0026] 図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ閉じた状態と開いた状態のラッチ・アセンブリ１００の、エンジン・ナセル１２の内部から見た斜視図を示している。閉じた位置では、ラッチ１０２と留め金１０６は確実に係合し、それに対して、開いた位置では、ラッチ１０２と留め金１０６は解放されている。留め金１０６は、ねじ付きバー１１２などの連結器によって留め金ハウジング１０８に固定された把持バー１１０を有する。ねじ付きバー１１２は、プレート１６０によって留め金ハウジング１０８に固定されている。ナット（図示せず）を使用して、プレート１６０に対するねじ付きバー１１２の位置をロックすることができる。見て分かるように、ラッチ１０２は、連結器１１６によってハンドル１１８に連結されたフック１１４を有する。連結器１１６により、ハンドル１１８は、図５Ａの閉じたラッチ位置と図５Ｂの開いたラッチ位置との間を移動することができる。ハンドル１１８が矢印「ａ」に沿って移動するときに、連結器１１６は、ラッチ１０２を矢印「ｂ」に沿って留め金１０６と係合させたり、留め金１０６から解放したりする。ラッチ・アセンブリ１００が閉じると、ハンドル１１８は、カウル・ドア１８、２０に形成された凹部（図示せず）内に収まり、空気力学的外形が形成される。カウル・ドア１８、２０を閉じるために、ハンドル１１８はフック１１４の方に向かって移動され、次いで、フック１１４が、留め金１０６の把持バー１１０上に移動して、保持力を発生させる。保持力は、カウル・ドア１８、２０をともに引っ張る。カウル・ドア１８、２０を開くために、ハンドル１１８は、留め金１０６から離れる方向に移動され、次いで、ラッチ１０２が留め金１０６から離れる。ハンドル１１８は通常、特別に目立つように赤く塗られ、留め金１０６から遠さかったときにエンジン・ナセル１２よりも下に垂れ下がって、ラッチ・アセンブリ１００が開いていることを目で見える形で示す。] 図５Ａ 図５Ｂ
[0027] 図５Ａ、図５Ｂ、および図６を参照すると、ラッチ１０２は、連結器１１６に連結されたピン１２０が、ラッチ１０２にかかる荷重の少なくとも一部を担持するようにラッチ・ハウジング１０４に連結されている。ピン１２０は、全荷重がピン１２０によって直接担持されるように構成および配置されるのが好ましい。留め金ハウジング１０８に対する留め金１０６および把持バー１１０の位置は、ねじ付きバー１１２を回転させることで調整することができる。把持バー１１０の位置を矢印「ｂ」に沿って調整することで、フック１１４と把持バー１１０との間の保持力（例えば、ラッチ／ピン荷重）を調整することができる。一実施形態では、ラッチ・ハウジング１０２および留め金ハウジング１０８はチタンからなり、本体部１２２、ラッチ１０２、および留め金１０６はエアロスペース・スチール（aerospace steel）からなる。別の実施形態では、１つまたは複数のピンを使用して、一方または両方のハウジング１０４、１０８をカウル・ドア１８、２０に保持することができる。] 図５Ａ 図５Ｂ 図６
[0028] 図７および図８を参照すると、ピン１２０は、これにかかる荷重を示す信号を生成する部品を含む。ピン１２０は、穴１２４を画定する本体部１２２を有する。ピン荷重を検出する１つまたは複数の歪みゲージ１２６は、米国特許第２，８７３，３４１号明細書、米国特許第３，６９５，０９６号明細書、米国特許第３，３６５，６８９号明細書で教示されるように、穴１２４内で接合されている。歪みゲージ１２６は、ピン１２０にかかる操作力を検出し、その歪みを荷重信号に変換することができる。歪みゲージ１２６は、取り付け後および航空機１０の運転後に校正して、測定値が不正確になるのを防止することができる。一実施形態では、ピン１２０は所定の位置に固定されるので、荷重の力線と歪みゲージ１２６との相対方向は既知である。歪みゲージ１２６に代えて、歪みを示す信号を生成する任意のタイプの素子を使用することができる。例えば、表面弾性波（ＳＡＷ）素子を使用して、ピン１２０の関連部分の表面歪みを測定することができる。] 図７ 図８
[0029] 歪みゲージ１２６は、同様に、内部穴１２４に収容されたマイクロコントローラ１２８に信号を供給する。マイクロコントローラ１２８は、必要に応じて信号を処理するだけでなく、ピン１２０の動作を制御する働きをすることができる。例えば、マイクロコントローラ１２８は、航空機エンジンが動いていることを示す信号を受け取ると同時に、ピン１２０を停止させることができる。]
[0030] 信号を送信するアンテナ１３０もまた内部穴１２４にあり、マイクロコントローラ１２８に接続されている。一実施形態では、アンテナ１３０は、携帯電話およびマイクロ波通信用途で通常使用されるマルチバンドまたは広帯域のものとされる。一実施形態では、信号は、２．４GHz RFIEEE ８０２．１５．４規格の変調プロトコルで送信される。あるいは、ピン１２０は、航空機１０の電子機器に配線接続されても良い。]
[0031] バッテリ１３２は、必要に応じてピンの部品に電力を供給する。バッテリ１３２は、内部穴１２４に配置された小型で高信頼性の電力電池（power cell）であるのが好ましい。一例としてのバッテリ１３２には、予想寿命が７〜１０年の範囲の高温リチウムイオン・バッテリがある。内部電源を備えた充電式バッテリなど、任意の電源を受け入れることができるのは明白である。内部電源は、光または運動をエネルギに変換してバッテリを再充電することができる。キャップ１３４およびシール・リング１３６は穴１２４を閉鎖するので、部品が外部環境から保護される。バッテリ１３２を交換する際手が届くようにするために、キャップ１３４を本体部１２２に差し込むか、または同様の構成を利用することができる。あるいは、バッテリ１３２および他の部品は、ピン１２０内に恒久的におよび／または密閉して封止される。一実施形態では、キャップ１３４は、ビーム走査性を有する（例えば、レードーム）ように構成されて、送信ゾーンは、信号を受信点の方に向ける所望の形をとる。]
[0032] 図５〜図８を参照すると、ピン１２０は、ナット１４２およびワッシャ１４６と一対になった一方の端部のねじ山１４０、および他方の端部のボルト・ヘッド１４４などの従来からある手段を使用して、所定の位置に取り付けられる。キャップ１３４をボルト・ヘッド１４４に螺入する、圧入する、または接着するなどが可能である。本体部１２２はまた、ラッチ・アセンブリの荷重を担持するねじの切られていない部分１４８を有するのが好ましい。ねじの切られていない部分１４８は、内部穴１２４に取り付けられた少なくとも１つの歪みゲージ１２６にピンの力をより効果的に伝達するのに寄与するように、より細い部分で囲むことができる。通常、歪みゲージ１２６の配置については、ピン１２０がラッチ・アセンブリ１００にかかる荷重を担持する位置の近くに歪みゲージ１２６を配置することになる。したがって、本体部１２２の構成、ならびに歪みゲージ１２６の数量および配置は、特定の用途に大きく依存して変わり得ると想定される。]
[0033] 別の実施形態では、ラッチ・アセンブリ１００の歪みを示す信号を生成して送信するハードウェアは、別の部品に収容される。例えば、留め金１０６を固定するプレート１６０が、歪みゲージおよびこれに取り付けられた別の部品を有しても良い。さらに、空間などの構造上の制約および有効性の点から必要とされる場合に、１つまたは複数の部品を外部に取り付けることもできる。同様に、部品をハウジング、留め金、ラッチなどに組み込むこともできる。]
[0034] 図９を参照すると、遠隔配置された送受信機１３８に向かい、さらに航空機のコックピットに転送される信号の送信を示す、ラッチ・アセンブリの斜視図が示されている。ラッチ・アセンブリ１００にかかる力または荷重は力矢印「ｃ」で示されている。動作時、ピン１２０は、送受信機１３８からの信号を受信すると同時に作動することができる。歪みゲージ１２６は、ラッチ１０２と留め金１０６との間の荷重を示す信号を生成する。マイクロコントローラ１２８は、必要な信号処理を行い、その信号は、アンテナ１３０からピン１２０のまわりの送信ゾーンに送られる。遠隔配置された送受信機１３８は、信号を受信するために、カウル・ドア１８、２０および送信ゾーン内に取り付けられるのが好ましい。] 図９
[0035] 送受信機１３８は、必要に応じて、信号を増幅する、未処理の信号を荷重の測定値に変換する、かつ／または荷重測定値を開閉などの状態を示すものに変換するなど、信号のさらなる処理を行う。信号については、マイクロコントローラ１２８と送受信機１３８またはコックピットもしくは航空機１０の他の領域にあるコンピュータなどの他の二次部品との間の実用的な構成で分散処理することもできると想定される。さらに、送受信機１３８は、複数のラッチ・アセンブリ１００からの信号を処理するように構成することができる。同様に、必要に応じて、複数の送受信機を使用して、単一のピン１２０からの信号を処理し、これを増幅することができる。]
[0036] 一実施形態では、送受信機１３８は、各種校正および調整用抵抗を備えたホイートストンブリッジ測定回路を有する。したがって、送受信機１３８は、ピン信号を処理し、信号を荷重の測定値に変換し、ラッチが閉じているかどうかを知らせることができる。送受信機１３８は、開いている、閉じている、または許容できる所定の範囲内であることを示す各種表示ランプを有することができる。送受信機１３８はまた、入／切スイッチおよびモード選択スイッチのほかにアナログ読み出し装置および／またはデジタル読み出し装置を有することもできる。送受信機１３８はまた、有線または無線のいずれかで信号を航空機１０の別の部分に送るので、パイロットおよび／または地上要員は、ラッチ・アセンブリの状態を示すものあるいは荷重の数値データさえも入手する。一実施形態では、送受信機１３８は、エンジン・ファン・ケースに取り付けられ、航空機またはエンジン制御用電子機器に配線接続される。]
[0037] ラッチ・アセンブリ１００のピン１２０は、ラッチ・アセンブリ１００が閉じているときに大荷重（例えば、１８１．４〜３６２．９ｋｇ（４００〜８００ｌｂｓ））を支持し、ラッチ・アセンブリ１００が開いているときに小荷重（例えば、１．３６ｋｇ（３ｌｂｓ））を支持する。その結果、ピン１２０にかかる荷重を示す信号を無線で送信することができて、パイロットまたはメカニックは、ピン１２０から遠く離れた位置でラッチ・アセンブリ１００の状態を知ることができる。したがって、各ラッチ・アセンブリ１００のピン１２０を利用することで、離陸の前にラッチ・アセンブリ１００に効果的に問い合わせをして、ラッチ・アセンブリ１００が閉じていることを確かめることができる。飛行時、ラッチ・アセンブリ１００は、さらに大きな荷重（例えば、１，８１４〜８，１６５ｋｇ（４０００〜１８，０００ｌｂｓ））を支持し、ピン１２０および他の部品は、飛行時の荷重に耐えるように頑強に設計される。上記のように、ピン１２０の動作部品は、バッテリ残量を節約するために、飛行時に停止させることができる。]
[0038] マイクロコントローラ１２８および／または送受信機１３８は、ピン１２０に様々な動作モードを提供するために、協同してまたは単独で機能することができる。ピン１２０は、下記のような整備モードまたは間欠動作モードを有することができる。例えば、エンジン１２が動作しておらず、マイクロコントローラ１２８が、入力信号を受信して作動するように指示されている場合に、荷重信号を送信することができる。ピン１２０はまた、（例えば、２分ごとに１回など）スケジュール・プロトコルに従って、要求に関する（例えば、ベース・ステーションまたは制御域からの要求に関する）報告や、（例えば、ラッチ１０２がいつ開いたか、またはいつ閉じたかなどの）変化に関する報告を行うことができる。]
[0039] ここで図１０を参照すると、エンジン組立時または航空機の整備時にラッチ・アセンブリ１００の予圧を観測および調整することは有益であり得る。ラッチ・アセンブリ１００がカウル・ドア１８、２０に適切な閉じ力を加えるようにすることで、こすれおよび過度の摩耗が防止される。通常、ラッチ予圧力は、フォース・ゲージを使用して、ラッチ１０２を閉じるために必要とされる力を測定することによって測定されてきたが、これは、ラッチ１０２と留め金１０６との間の操作力の間接測定である。ピン１２０は、ラッチ１０２と留め金１０６との間の荷重を実際に担持できるので、ピン１２０を使用することで、メカニックは直接測定を行うことができる。] 図１０
[0040] 一実施形態では、メカニックは、エンジン・ファン・ケースに取り付けた送受信機１３８に機能性を追加する独立したメカニック用送受信機１５４を使用する。メカニックは、荷重を示す信号を生成し、信号に基づいて荷重が適切であるかどうか（例えば、２２６．８ｋｇ（５００ｌｂｓ）±２２．７ｋｇ（５０ｌｂｓ））を判断するのに、ピン１２０およびメカニック用送受信機１５４を使用することができる。予圧が不適切な場合、メカニックは、ねじ付きバー１１２を回転させることで留め金１０６の位置を調整することができる。結果として、ラッチ・アセンブリ１００にかかる予圧を許容値内に収まるまで調整することができる。示したメカニック用送受信機１５４は、デジタル・ディスプレイ１５６、入／切ボタン１５８、およびインジケータ・ランプ１６０を有する。]
[0041] 一般的な航空機設計パラメータでは、頑強さを機械設計に余分に盛り込まなければならない。多くの場合、構造部品については、障害の結果として大災害となる可能性があるため、それぞれの作用荷重を担持可能な能力の５倍の能力とされ、あるいは１０倍とされることさえある。その結果、多くの部品は所望するものよりも大きくなり、重くなる。対象技術を適用することにより、現在のおよび累積した歪みを観測することで、部品の疲労を予測することが可能になることが分かった。部品がいつ障害を起こしそうになるかを予測することにより、障害が起こる前に交換および修復を行うことができる。その結果、機械的頑強さを過度にする必要性が緩和されて、よりコンパクトで軽量のアセンブリが可能になる。さらに、機構が補助安全荷重経路を有する場合に、主荷重経路に対象技術があることで、例えば、補助安全装置が引き継いだことを示すなど、障害が即座に明らかになる。その結果、補助装置は、整備してから次の整備まで機能するように設計される必要がない。もっと正確には、補助安全装置の設計は、より短い期間にわたって機能するように設計することができる。]
[0042] 本発明は、航空機エンジン・カウル・ドア用のラッチに関連して上記に説明されたが、本発明が他の関連部材にも同様に使用できることは当業者には明らかであろう。本発明を使用して、任意のラッチの状態を検出することができる。例えば、航空機全体にわたる様々な位置でセンサを使用して、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、任意の航空機ドアなどのラッチが閉じていることを検出することができる。さらに、本発明は、１つのアンテナが１つの受信機と対になった形で上記に説明されたが、当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、単一の受信機を備えた複数のアンテナおよびその逆を使用することもできると分かるであろう。対象技術を実施することで、上記の他の利点のほかに、安全性の面でも利点が得られる。例えば、カウル・ドアが適切に閉じられてロックされた後、航空機が滑走路から離陸する時まで、（航空機内かまたは航空機から離れているかのいずれかの人員が）送信された荷重信号を遠隔で連続観測することで、ドアが不正に操作されたか、またはその他不適切に開いているかどうかが分かる。そのような不正操作または開放が行われた場合、離陸を遅らせて航空機を即座に検査することができ、その原因が適切に処理される。]
[0043] 本明細書に開示された特許、公開特許出願、および他の引用文献はすべて、参照によりそれらの全体を本明細書に特定して援用するものとする。本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明のラッチ・アセンブリおよび方法に様々な修正および変形を行えることが、当業者には明らかであろう。例えば、各請求項は、たとえ本来複数従属の態様で請求されていなかったとしても、いずれかのまたはすべての請求項にそのように従属することができる。したがって、本発明は、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内にある修正形態および変形形態を含むものとする。]

权利要求:

請求項1
エンジン・ナセル用のカウル・アセンブリであって、ａ）開いた位置と閉じた位置との間を移動するように取り付けられた第１および第２のカウル・ドアと、ｂ）前記閉じた位置で前記カウル・ドアを保持するラッチ・アセンブリであって、前記第１のカウル・ドア上のラッチ・ハウジング内に保持されたラッチを、前記第２のカウル・ドア上の留め金ハウジング内に保持された留め金と係合した状態に保つラッチ・アセンブリと、ｃ）内部穴を含み、前記留め金、前記留め金ハウジング、前記ラッチおよび前記ラッチ・ハウジングの１つと連結されるピンと、ｄ）前記ピンにかかる荷重を示す信号を導出するために、前記ピンの前記内部穴に保持されたセンサであって、前記信号により、前記カウル・ドアが開いた位置にあるか、または閉じた位置にあるかが分かるセンサと、ｅ）前記センサから遠く離れた位置に前記信号を送受信するアンテナと、からなるカウル・アセンブリ。
請求項2
前記内部穴に保持されるように構成および適合された電源をさらに含む、請求項１に記載のカウル・アセンブリ。
請求項3
前記ピンが、前記ラッチおよび前記留め金の１つをそれぞれの前記ハウジングに保持する、請求項１に記載のカウル・アセンブリ。
請求項4
前記ピンが、前記ハウジングの１つをそれぞれの前記カウル・ドアに保持する、請求項１に記載のカウル・アセンブリ。
請求項5
前記ピンが、ボルト、部分的にねじが切られたボルト、ねじが切られていない部分の直径が異なるねじ付きボルト、コッタピンの付いたボルト、ヘッドのないボルトおよびそれらの変形体からなる群から選択される、請求項１に記載のカウル・アセンブリ。
請求項6
遠隔位置で前記信号を受信する送受信機と、前記内部穴を閉鎖し、前記信号の送信の方向を決めるキャップとをさらに含む、請求項１に記載のカウル・アセンブリ。
請求項7
ピンが所定の向きに固定され、細い部分を有し、前記センサが、前記内部穴内で前記細い部分に接合される、請求項１に記載のカウル・アセンブリ。
請求項8
航空機エンジンのエンジン・カウルを固定するラッチが、いつ閉じられたかを特定する無線ラッチ検出システムにおいて、ａ）前記ラッチの状態を示す信号を生成するピンであって、ｉ）穴を画定する本体部と、ｉｉ）前記穴に配置された少なくとも１つの歪みゲージと、ｉｉｉ）前記信号を送信するアンテナと、を含むピンと、ｂ）前記ピンから遠隔に配置されて、前記アンテナからの前記信号を処理する送受信機と、を含む無線ラッチ検出システム。
請求項9
前記ピンに電力を供給する電源をさらに含む、請求項８に記載の無線ラッチ検出システム。
請求項10
前記受信機が、前記信号を記録および保存する、請求項８に記載の無線ラッチ検出システム。
請求項11
前記航空機エンジンが、動作しているときに動作しない、請求項８に記載の無線ラッチ検出システム。
請求項12
ラッチ・アセンブリが、いつ開いたか、またはいつ閉じたかを特定する方法であって、ａ）部品が、前記ラッチが閉じているときに第１の荷重を支持し、前記ラッチが開いているときに第２の荷重を支持するように、前記ラッチ・アセンブリ内に前記部品を設けるステップと、ｂ）前記部品にかかる前記荷重を示す信号を生成するステップと、ｃ）前記信号を前記部品から遠く離れた位置に無線で送信するステップと、ｄ）前記信号に基づいて、前記荷重が許容できる所定の範囲内にあるかどうかを判断するステップと、を含む方法。
請求項13
前記信号を前記ラッチ・アセンブリの開閉状態に関する状態情報に変換するステップをさらに含み、前記第１の荷重が前記第２の荷重よりも大きい、請求項１２に記載の方法。
請求項14
前記部品が、ピン、ボルト、ブッシュ、ハウジング、留め金、およびラッチからなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
請求項15
ラッチ・アセンブリの予圧を変える方法であって、ａ）ラッチが閉じているときにピンが荷重を支持するように、前記ラッチ・アセンブリに前記ピンを設けるステップと、ｂ）前記ピンを使用して、前記荷重を示す信号を生成するステップと、ｃ）前記信号に基づいて、前記荷重が適切かどうかを判断するステップと、を含む方法。
請求項16
前記荷重が不適切な場合に、前記荷重を調整し、前記ステップｂ）および前記ステップｃ）を繰り返すステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
請求項17
前記ピンを用いてラッチを前記ラッチ・アセンブリに保持するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
請求項18
無線または配線接続を通じてのいずれかで前記信号を送信するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
請求項19
前記荷重が、ラッチと係合する留め金を位置決めすることによって調整され、前記ピンは所定の位置に固定される、請求項１５に記載の方法。
請求項20
前記ピンが、ｉ）穴を画定する本体部、ｉｉ）前記穴内で前記本体部に接合される少なくとも１つの歪みゲージ、ｉｉｉ）前記ピンに電力を供給するバッテリ、ｉｖ）前記信号を送信するアンテナ、およびｖ）前記少なくとも１つの歪みゲージ、前記バッテリ、および前記アンテナに動作可能に接続されたマイクロコントローラを含む、請求項１５に記載の方法。
請求項21
前記荷重の累積を観測するステップと、前記荷重の前記累積に基づいて、前記ラッチ・アセンブリを交換すべきかどうかを判断するステップとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
請求項22
前記荷重を観測するステップと、前記ラッチ・アセンブリが不適切に開いているかどうかを判断するステップとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
請求項23
前記荷重を観測するステップと、補助安全ラッチ・アセンブリが代替として使用されているかどうかを判断するステップとをさらに含む、請求項１５に記載の方法。