JP2000097308A - ノーバック装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦盤によるフリクションにて制動をかける
ことがなく発熱もなく耐久性の大きいノーバック装置を
提供する。 【解決手段】 負荷側からの作用力による逆回転を阻止
するバック回転阻止機構を備えたノーバック装置であっ
て、このバック回転阻止機構がボールねじ杆３１に固設
され外周に歯形３３Ｔが形成された歯形制止盤３３と、
この歯形制止盤３３の歯形３３Ｔに進退し、ボールねじ
杆３１の回転を制止、または自由にするロック爪３４
と、回転駆動軸２９に対して軸方向にのみ往復動しロッ
ク爪３４を歯形３３Ｔに進退させる可動部材２８と、こ
の可動部材２８と回転駆動軸２４の端部との間に介設さ
れ、回転駆動軸２４が左右いずれの方向にも回転駆動さ
れるとき、可動部材２８を軸方向に変位させるカム機構
２５、２５Ｋとによって構成されている。したがって、
負荷側からの作用力にてボールねじ杆３１に逆回転駆動
力が発生するときは、ロック爪３４Ｔが歯形制止盤３３
の歯形３３Ｔに進出してその回転を阻止し、ノーバック
機能が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば航空機の
動翼を作動させるねじ送り機構主体のアクチュエータに
係り、動翼側からの作用によってねじ送り機構が逆回転
されるのを阻止するノーバック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のノーバック装置は、ねじ送り機
構が主体のアクチュエータで動翼（負荷）側からの作用
によるねじ送り機構の逆回転を阻止するため、通常ラチ
ェット機構を併設し、ねじ送り機構とラチェット機構の
協働による方式のものが常用されている。図５、図６は
この従来から常用されているノーバック機構の構成を示
す図で、図５は動翼（負荷）側やねじ部材を回転駆動す
る回転駆動源は図示されていないが、ノーバック機構の
主要部が縦断面して示されており、他方図６はノーバッ
ク機構の横断面を示している。航空機等における動翼
（負荷側）の駆動は円滑かつ迅速性を必要とすることか
ら、ねじ送り機構によるアクチュエータが採用される
が、特にその作動精度を高めるため、そして小さい駆動
力で行わせるためにボールねじ送り機構が採用されてい
る。

【０００３】すなわち、図５において１は固定部（図示
せず）に固定される基台で、内方に回転駆動源部（図示
せず）が収納されている。この基台１の開口部には基枠
２が挿設され固定ねじ１９にて固定されている。さらに
この基枠２の左方開口部には筒状のカバー３が延設され
固定ねじ２０にて固定されている。これら基台１、基枠
２、そしてカバー３は固定枠体を構成するわけで、動翼
作用用アクチュエータの場合、航空機の主翼（固定部）
側に設置されるとともに、この内方にノーバック機構が
内設されているのである。５は右方の回転駆動源（図示
せず）にて回転駆動される回転駆動軸で、軸受４を介し
て基枠２に回転可能に保持され、スプライン結合部５Ｓ
を有する先端が基枠２の左内方に伸びている。６はその
右方端が回転駆動軸５のスプライン結合部５Ｓに嵌合さ
れ連結されたボールねじ杆で、基枠２の内方からカバー
３の内方に伸設されるとともに軸受４にて回転可能に保
持されている。７はこのボールねじ杆６に対してボール
８を介して螺合されたボールナット杆で、図示されてい
ないが回転阻止部材に係合されている。そしてこのボー
ルナット杆７は左方に伸びていてカバー３を突出し、動
翼等の負荷側に連結されている。

【０００４】回転駆動軸５とボールねじ杆６の連結はス
プライン結合部５Ｓによる結合で、回転方向には両者一
体で、かつ軸方向には両者は若干の変位が可能な形にな
っている。したがって、回転駆動軸５が回転駆動される
と、ボールねじによる送り機構でボールナット杆７が矢
印方向に直線往復動することになる。と、同時に負荷側
からの作用力によりボールナット杆７が右方向に付勢さ
れるとボールねじ杆６はボールねじ送り機構により逆回
転力（逆トルク）が発生する。これはボール８によるね
じ送り機構で抵抗が極めて小さいからである。ところ
で、このように負荷側からの作用力でねじ送り機構が作
動され、ボールねじ杆６が逆回転されると、負荷（動翼
等）が元戻りして危険となる場合があり得る。このよう
なことから、この負荷側からの作用力による逆回転作動
を阻止する機構、すなわちノーバックの機構がこの種の
アクチュエータには併設されている。

【０００５】以下、このノーバックの機構を説明する。
図において９はボールねじ杆６にフランジ状に付設され
た受圧盤で、ボールねじ杆６に対しては軸方向、回転方
向ともに固定で一体的に設けられている。この受圧盤９
の両側には摩擦盤１０、１１を介してラチェット盤１
３、１４が配置されている。この両ラチェット盤１３、
１４は後述からも明らかなように、ボールねじ杆６と同
芯状に配置され、かつその軸芯のまわりに回転可能な状
態で固定枠体側に保持されている。この両ラチェット盤
１３、１４の両外方にはコロ形のスラスト軸受１７、１
８が介設されている。他方、１２は基枠２の孔に挿設さ
れた支軸で、この支軸１２には各ラチェット盤１３、１
４のラチェット歯に噛み合う左右のラチェット爪１５、
１６が揺動可能に枢着されている。この左右のラチェッ
ト盤１３、１４、そして左右のラチェット爪１５、１６
の関係は、この部位の横断面を示す図６に明らかにされ
ている。図６は右ラチェット盤１３と右ラチェット爪１
５が示されているが、図示のとおりこの右ラチェット爪
１５は１８０°間隔で２個設けられ、周囲１８個のラチ
ェット歯の２個に噛み合っている。このラチェット爪１
５は、基枠２の凹部２Ｋに内設され支軸１２を中心に揺
動可能であるが、巻付形バネ２１が支軸１２と両側のピ
ン２２、２３間に掛け渡されていて、ラチェット爪１５
を常時は図示のようにラチェット盤１３の歯に噛み合う
よう付勢している。

【０００６】そして負荷を作動させるために、回転駆動
軸５が回転駆動軸源（図示せず）にて回転駆動されると
き、右ラチェット盤１３は図６に示す矢印方向と反対の
方向に回転駆動されるが、この場合は各ラチェット歯に
てラチェット爪１５は揺動するのみで右ラチェット爪１
５を押し払うように外方に揺動させ、右ラチェット盤１
３の回転を許容し、ボールねじ杆６の同方向回転を許容
する。そして負荷の作動を実現させ所期の目的を達成す
る。しかし、負荷側からの不正な作用力が生起して、ボ
ールナット杆７が右方へ押されたときは、ボールねじ送
り機構の作用でボールねじ杆６、すなわち図６の右ラチ
ェット盤１３に矢印方向の回転力が発生しようとする。
この場合、右ラチェット爪１５は右ラチェット盤１３の
歯に噛み合い上記回転（バック回転）は阻止される。こ
のようにしてノーバック機能が達成される。

【０００７】以上がノーバックの機構およびその機能で
あるが、図５、図６においては、ラチェット盤１３、１
４と両ラチェット爪１５、１６による２個のラチェット
機構が左右に設置されている。これはボールねじ杆６を
両方向に回転駆動させて、ボールナット杆７を左方向の
みならず右方向にも動作させて負荷を両方向に作動させ
るタイプのものであり、両方向への作動におけるそれぞ
れのノーバックを阻止するためである。

【０００８】ノーバックの作用力が発生する場合、受圧
盤９は軸方向に付勢される。これはボールねじ杆６がこ
の付勢力を受けるからであるが、ボールねじ杆６の右方
向回転駆動と左方向回転駆動では、この付勢力はそれぞ
れ逆方向になる。そのため、たとえば右方向への付勢力
であれば、右摩擦盤１０が受圧盤９と右ラチェット盤１
３との間に挟圧され、右方のラチェット機構がノーバッ
クの機能を果たし、付勢力が左方向に起こる場合は、左
摩擦盤１１が受圧盤９と左ラチェット盤１４との間に挟
圧されて左方のラチェット機構がノーバックの機能を行
うのである。したがって、ボールねじ杆６が一方向のみ
に回転するものであり、負荷を一方向のみに作動させる
方式の場合はこのラチェット機構は片方のみに設置すれ
ばよいことになる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のノーバック装置
は、負荷側からの作用力によりボールねじ杆６に逆回転
駆動力が発生し、摩擦盤１０との間に摩擦力が発生す
る。これはラチェット機構、すなわちラチェット盤１３
の歯にラチェット爪１５が噛み合いボールねじ杆６の回
転が阻止されているからである。そのために、この摩擦
盤１０と受圧盤９との摩擦制動による制動力（ブレーキ
力）によって発熱が生じる。この発熱はノーバック装置
としての耐久性を低下させるのでこれを発散させる必要
があり、たとえば受圧盤９や摩擦盤１０に放熱用フィン
を形成するなどの手段を必要とし、構造を複雑にしてい
る。また負荷側からの作用力が過大な場合は、上記制動
力が非常に大きく機器の損傷を招くおそれがある。本発
明はこのような問題を解消するノーバック装置を提供せ
んとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明が提供するノーバ
ック装置は、上記目的を達成するため、回転駆動軸源に
て回転駆動される回転駆動軸と、この回転駆動軸からの
回転を受けて回転されねじ部材を回転させる回転従動軸
と、このねじ部材に螺合されねじ部材の回転により往復
動して負荷を作動させるナット部材と、前記回転駆動軸
に回転駆動力がなく、かつ負荷側からの作用力にて前記
ナット部材を介してねじ部材に逆に回転駆動力が発生す
るとき、このねじ部材の回転を阻止するバック回転阻止
機構を備えたノーバック装置であって、特に前記バック
回転阻止機構を前記ねじ部材に固設され外周に凹凸が形
成された制止盤と、この制止盤の凹凸に進退し、前記ね
じ部材の回転を制止または自由にする制止片と、前記回
転従動軸に対して回転方向には固定され、かつ軸方向に
は往復動可能に取り付けられ、この往復動によって前記
制止片を制止盤の凹凸に進退させる往復動部材と、この
往復動部材と前記回転駆動軸の端部との間に介設され、
回転駆動軸が左右いずれの方向にも回転駆動されると
き、前記往復動部材を軸方向に変位させるカム機構とに
よって構成したものである。したがって、前記回転駆動
軸が回転駆動されるときは、往復動部が往復動して制止
片が制止盤の凹凸から退避してねじ部材の回転を保障
し、負荷側からの作用力にてねじ部材に逆回転駆動力が
発生するときは、制止片が制止盤の凹凸に進出してその
回転を阻止する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明が提供するノーバッ
ク装置を図１から図４に示す実施例にしたがって説明す
る。図１は本発明によるノーバック装置の構成を概略的
に示す縦断面図で、２４は右方の回転駆動源、たとえば
電動式（図示せず）により回転駆動される回転駆動軸
で、この回転は左方の回転従動軸２９に伝達されるわけ
であるが、左方端には回転駆動盤２５が一体的に形成さ
れている。この回転駆動盤２５の左面には、図１のＡＡ
面を示す図２からも明らかなように、ボール２６をカム
フロアとするカム溝２５Ｋが形成されている。このカム
溝２５Ｋは、図４に断面して示すとおり、溝の底面が円
弧状でボール２６のセンタリング（復帰）を容易にする
形となっているが、このカム溝２５Ｋが１２０°間隔で
３個設けられている。他方、このボール２６は回転従動
軸２９側に保持された可動部材２８の右方端面に係合さ
れているとともに回転駆動盤２５と可動部材２８の両対
応面に環状溝２５Ｍと２８Ｍが形成されている。なお、
この両環状溝２５Ｍ、２８Ｍにはトーションバネ２７が
挿設されている。

【００１２】さらに可動部材２８は、回転従動軸２９に
形成されたスプライン２９Ｓを介して回転従動軸２９に
対して回転方向に一体的で、かつ軸方向に変位可能に保
持されている。また、３０は圧縮バネで、固定部と可動
部材２８との間に介在され、常時可動部材２８を右方に
付勢している。この圧縮バネ３０の付勢力とトーション
バネ２７の復元力により、回転駆動軸２４に回転駆動力
が発生していないときには、カムフロアであるボール２
６はカム溝２５Ｋの中央最深部の位置（センター位置）
に位置決め（センタリング）されるようになっている。

【００１３】以上の構成に加えて、回転従動軸２９の左
方にはボールねじ杆３１が伸設されているが、このボー
ルねじ杆３１の基部に周囲に歯３３丁が凸設された歯形
制止盤３３が一体的に付設されている。他方、この歯形
制止盤３３の歯形３Ｔに対しては、ロックリンク３４の
ロック爪３４Ｔが、進退するようロックリンク３４が揺
動可能に支軸３５に支持されている。また、ロックリン
ク３４の右方端は前記可動部材２８に係合している。さ
らに、このロックリンク３４にはピン３８が植設されて
いて、このピン３８と固定ピン３７との間には支軸３５
に巻回された付勢バネ３６が掛け渡されている。この付
勢バネ３６の弾力により、ロックリンク３４はロック爪
３４Ｔが常時歯形制止盤３３の歯形３３Ｔに向けて付勢
されている。したがって、可動部材２８が圧縮バネ３０
による弾力を受け、かつ回転駆動軸２４に回転駆動力が
生じていない場合には、付勢バネ３６の弾力によって図
に示すように、ロックリンク３４のロック爪３４Ｔは歯
形制止盤３３の歯形３３Ｔに進入し、歯形制止盤３３の
回転を阻止する状態にある。

【００１４】なお、図３において３９は、図１には図示
されていないが、固定ハウジング（ケース）で、固定ピ
ン３７、および圧縮バネ３０の受座等がこの固定ハウジ
ング３９の一部に植設され、あるいは保持されている。
他方、回転従動軸２９には、前記したとおりボールねじ
杆３１が伸設されており、このボールねじ杆３１にはボ
ール３１Ｂを介してボールナット杆３２が螺合されて左
方に伸設されている。このボールナット杆３２の左方に
は、負荷、たとえば前記したように航空機の動翼等への
連結部が設けられている。そして回転駆動軸２４が正転
または逆転したとき、そのいずれかの回転においてもボ
ールナット杆３２が負荷を作動させ所期の目的を達成す
るようになっている。

【００１５】本発明が提供するノーバック装置は、以上
のとおり構成されているので負荷側からの作用力による
バック回転については、その阻止がつぎのとおり行われ
る。すなわち、本発明が提供するノーバック装置におい
ては、回転駆動軸２４がその回転駆動源（図示せず）か
らの回転を得て回転駆動されるときは、その回転方向が
正逆いずれの場合においても回転駆動盤２５の回転によ
って、ボール２６とカム溝２５Ｋが協働してこのカム機
構により可動部材２８が圧縮バネ３０の弾力に抗して左
方へ変位する。すると、ロックリンク３４の右方端が左
方に押されてロックリンク３４は圧縮バネ３０の弾力に
抗して２点鎖線に示すようにロック爪３４Ｔが歯形制止
盤３３の歯形３３Ｔから退避し、歯形制止盤３３の回転
を自由（許容）にする。

【００１６】したがって、回転駆動軸２４の回転はボー
ル２６、可動部材２８の係止関係を介して回転従動軸２
９に伝達され、ボールねじ杆３１が回転駆動される。そ
してボールナット杆３２が往復動され、所期の目的が達
成されることになる。他方、回転駆動力が発生しない状
態、すなわち回転駆動軸２４が回転駆動されていないと
きに、負荷側からの不要な作用力が発生した場合、ボー
ルナット杆３２が押圧され、ボールねじ杆３１にバック
回転駆動力が発生しようとする。このとき、ボールカム
機構のボール２６は、圧縮バネ３０の弾力によって可動
部材２８が右方に押され、したがってロックリンク３４
は実線で示す位置にあって歯形制止盤３３は回転が阻止
された状態にある。このようにして、上記負荷側からの
作用力が発生してもボールねじ杆３１は回転されず、ノ
ーバック機能が達成されることになる。

【００１７】本発明が提供するノーバック装置の特徴は
以上詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限
定されるものではなく、上記特徴を生かした種々の変形
例を包含するものである。以下、この変形実施例につい
て説明する。図示例では回転従動軸２９とボールねじ杆
３１を別部材として示したが、これらは一体物としても
よく、すなわち回転従動軸２９とボールねじ杆３１は同
一体物とすることも可能なのである。本発明が特許請求
の範囲において特定する回転従動軸とねじ部材の関係は
上記のような技術を包含するものと解しなければならな
い。

【００１８】つぎにねじ送り機構の構成であるが、図示
例ではボールねじ方式を例に示している。このボールね
じ方式は回転から直線への変換がきわめて円滑に行われ
る特性があり、それ故にノーバック装置を必須とするも
のであるが、ボールねじ方式でないねじ送り機構におい
ても本発明は適用可能である。バック回転阻止機構につ
いて、図示例は歯形制止盤３３とロックリンク３４の組
み合わせ例を示したが、制止方式として歯形のような凹
凸と係止爪との係止方法を基本とするも、図示形状のみ
に限定されるものではなく、この制止盤の形状も種々の
もの、たとえば凹凸を周面でなく端面に設けたものを挙
げることができる。ねじ部材や回転従動軸と一体の部材
としても形成できるし、あるいは別個の部材として互い
に結合させる形とすることもできる。本発明において
は、回転従動軸２９側に軸方向に往復動する可動部材を
必須とし、かつこの可動部材と回転駆動軸側との間にカ
ム機構を介在させることを必須とするが、このカム機構
については図示例のようなボール方式に限定されるもの
ではない。たしかにこのボール方式で、かつカム溝底が
山形になっていて正逆回転方向いずれの場合にもその復
帰によるセンタリングが行えるという利点がある。しか
し、ボールを使用しない通常のカム機構を採用すること
は可能である。可動部材の往復動によりバック回転阻止
を行わせることも本発明の必須事項であるが、そのため
の機構にも種々の方式があり図示例のようなロックリン
ク方式はその一例である。本発明のノーバック装置は航
空機の動翼作動のみに使用できるものではなく、他のあ
らゆる分野におけるノーバックの装置として利用可能で
ある。

【００１９】

【発明の効果】本発明が提供するノーバック装置は以上
詳述したとおりであるから、従来のように摩擦盤を利用
するフリクション方式（ブレーキ力を利用する方式）で
なく、摩擦盤の損傷などもないので耐久性が向上すると
ともにバック回転駆動力を確実に阻止できる利点があ
る。しかも構成簡略で安価であり経済的なノーバック装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるノーバック装置の構成を概略的に
示す縦断面図である。

【図２】本発明によるノーバック装置の構成を示す図で
図１のＡＡ面図である。

【図３】本発明によるノーバック装置の構成を示す部分
図である。

【図４】本発明によるノーバック装置の構成を示す部分
図である。

【図５】従来におけるノーバック装置の構成を示す縦断
面図である。

【図６】従来におけるノーバック装置の構成を示す横断
面図である。

【符号の説明】

２４……回転駆動軸 ２５……回転駆動盤 ２５Ｋ……カム溝 ２５Ｍ……環状溝 ２６……ボール ２７……トーションバネ ２８……可動部材 ２９……回転従動軸 ２９Ｓ……スプライン ３０……圧縮バネ ３１……ボールねじ杆 ３２……ボールナット杆 ３３……歯形制止盤 ３３Ｔ……歯形 ３４……ロックリンク ３４Ｔ……ロック爪 ３５……支軸 ３６……付勢バネ ３７……固定ピン ３８……ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動源にて回転駆動される回転駆動
   軸と、この回転駆動軸からの回転力を受けてねじ部材を
   回転させる回転従動軸と、このねじ部材に螺合されねじ
   部材の回転により往復動して負荷を作動させるナット部
   材と、前記回転駆動軸に回転駆動力がなく、かつ負荷側
   からの作用力にて前記ナット部材を介してねじ部材に逆
   に回転駆動力が発生するとき、このねじ部材の回転を阻
   止するバック回転阻止機構を備えたノーバック装置にお
   いて、前記バック回転阻止機構を前記ねじ部材に固設さ
   れ外周に凹凸が形成された制止盤と、この制止盤の凹凸
   に対して進退し前記ねじ部材の回転を制止または自由に
   する制止片と、前記回転従動軸に対して回転方向には固
   定され、かつ軸方向には往復動可能に取り付けられ、こ
   の往復動によって前記制止片を制止盤の凹凸に進退させ
   る往復動部材と、この往復動部材と前記回転駆動軸の端
   部との間に介設され、回転駆動軸が左右いずれの方向に
   も回転駆動されるとき、前記往復動部材を軸方向に変位
   させるカム機構とによって構成し、前記回転駆動軸が回
   転駆動されるときは往復動部材が往復動して制止片が制
   止盤の凹凸から退避してねじ部材の回転を保障し、負荷
   側からの作用力にてねじ部材に逆回転駆動力が発生する
   ときは、制止片が制止盤の凹凸に進出してその回転を阻
   止するようにしたことを特徴とするノーバック装置。